5 conseils d'économie d'énergie Arduino qui vous permettront de continuer à fonctionner pendant des jours

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Les cartes Arduino ont changé le visage de la technologie DIY. Projets simples comme la création feux de signalisation Arduino miniatures sont parfaits pour enseigner aux débutants l'électronique de base et la programmation.

Les Arduinos sont parfaits pour les projets domestiques et peuvent être utilisés en déplacement en y fixant une batterie. Le problème est que même la batterie la plus volumineuse sera déchargée rapidement, même par une petite carte Arduino.

Si vous voulez vraiment que votre Arduino fonctionne sur le long terme, vous devrez apporter quelques ajustements et modifications.

1. Bibliothèques logicielles basse consommation Arduino

Il existe plusieurs bibliothèques de logiciels disponibles qui peuvent modifier la consommation d'énergie de votre Arduino. En envoyant l'Arduino en veille profonde pendant une durée définie, l'énergie peut être économisée entre les opérations. Cela est particulièrement utile pour les microcontrôleurs qui effectuent des relevés de capteur dans des zones éloignées telles que les stations météorologiques ou qui détectent des sous-circuits pour des appareils plus grands.

le Bibliothèque basse consommation par Github, l'utilisateur rocketscream est un exemple de bibliothèque facile à utiliser, parfaite pour économiser de l'énergie. Considérez le code suivant, basé sur certains exemples de code de la bibliothèque:

#include "LowPower.h" // setup () vos capteurs / LED ici void loop () {// Cette ligne suivante met l'arduino hors tension pendant 8 secondes // ADC signifie conversion analogique-numérique et DBO pour brun out détection // les deux sont désactivés pendant la période de veille pour économiser l'énergie LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Après chaque sommeil, vous pouvez demander à l'Arduino d'effectuer ses tâches ici - par exemple, prendre une lecture de température et l'envoyer à un serveur. }

Ce code est un bon début. Non seulement il réduit la consommation d'énergie à l'aide de méthodes déjà intégrées, mais il éteint le système potentiellement coûteux conversion analogique-numérique (qui peut utiliser l’énergie même au repos) et détection de brunissement ce qui arrête le code Arduino en cours d'exécution lorsque sa tension d'entrée devient trop faible.

Il s'agit d'une mesure simple mais efficace pour commencer à réduire la puissance de votre Arduino. Nous pouvons aller bien plus loin que cela!

2. Économie d'énergie intégrée Arduino

Le langage de programmation Arduino a son propre intégré dormir fonctionnalité conçue pour aider à économiser l'énergie. La fonction sommeil, utilisée en tandem avec interrompre clauses, permettent à l'Arduino de se réveiller à nouveau.

Arduino a des broches spécifiques conçues pour interrompre le cycle de sommeil, et vous pouvez y accéder en utilisant la fonction de configuration:

#define interruptPin 2 void setup () {// la broche d'interruption DOIT être la broche Arduino 2 ou 3 sur Uno // définir la broche pour tirer le mode pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP); }

Maintenant que cela est configuré comme une broche d'interruption, vous pouvez en toute sécurité envoyer votre Arduino en veille. Une façon simplifiée de procéder consiste à créer deux petites fonctions:

void sendToSleep () {// activer le sommeil - notez ce sommeil de base, pas le démarre! sleep_enable (); // attache l'interruption, spécifie la broche, la méthode pour appeler l'interruption, // et les conditions d'interruption, dans ce cas lorsque la broche est tirée vers le bas. attachInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // active le mode veille sleep_cpu (); // le code continue à partir d'ici après l'interruption Serial.println ("Just awoke."); } void wakeUpAgain () {// arrête le mode veille sleep_disable (); // efface l'interruption detachInterrupt (interrputPin); }

Le code ci-dessus est un moyen simplifié de mettre votre Arduino en mode veille, et vous pouvez le réveiller à nouveau en vous connectant broche 2 à la GND épingle. Alors que l'Arduino Uno est en mode veille, il réduit d'environ 11 mA la consommation totale d'énergie, et si vous utilisez un Pro Mini à la place, vous pouvez vous attendre à passer de 25 mA à 0,57 mA.

Les interruptions sont un excellent moyen de réduire votre consommation d'énergie, et Le blog des Kurdes contient des articles détaillés à leur sujet, qui aident à démystifier les interruptions pour les débutants.

3. Ralentissez la vitesse d'horloge Arduino

La vitesse d'horloge de votre Arduino détermine le nombre d'opérations qu'il peut effectuer par seconde. La plupart des cartes Arduino fonctionnent sur un processeur 8 ou 16 MHz, bien que certaines des cartes dérivées telles que Teensy 3.6 offrent des vitesses de traitement allant jusqu'à 180 MHz! C’est pourquoi de nombreux Les pirates bricoleurs aiment utiliser les planches Teensy 7 projets sympas que vous pouvez construire avec un adolescentTeensy est une excellente alternative à Arduino, et ces projets impressionnants montrent exactement ce que vous pouvez faire avec un Teensy! Lire la suite sur Arduino dans leurs projets de bricolage.

Toute cette puissance de traitement a un coût énergétique et, dans de nombreux cas d'utilisation, l'utilisation de la vitesse d'horloge complète est exagérée. C'est là que la régulation de la vitesse d'horloge via un logiciel peut faire la différence.

Ce serait négligent de ma part de ne pas vous avertir, la modification de la vitesse d'horloge peut entraîner des problèmes de chargeur de démarrage et peut vous laisser un Arduino sur lequel vous ne pouvez pas télécharger de croquis, s'il est mal fait.

Si vous voulez essayer de changer votre vitesse d'horloge, ainsi que de créer des outils dans l'IDE Arduino pour vous permettre de changer la fréquence du processeur à la volée, Guide détaillé de Pieter P peut vous aider à démarrer.

4. Remplacer les composants Arduino énergivores

L'Arduino Uno est la carte la plus populaire pour les débutants, et la plupart des kits Arduino fournissent un modèle officiel ou clone. Son facteur de forme plus grand et ses micropuces échangeables à chaud le rendent parfait pour l'expérimentation, et sa large capacité pour les tensions d'entrée ainsi que la conversion de tension intégrée pour les composants 3,3 v, il convient à presque tous les objectif.

Toutes ces fonctionnalités ne sont pas bon marché en termes d’utilisation de l’énergie. Dans cet esprit, il existe un certain nombre de choses que vous pouvez faire pour modifier physiquement un Arduino Uno pour économiser de l'énergie.

Le régulateur de tension sur l'Arduino Uno provoque le plus grand drain de puissance unique sur la carte. Ce n'est pas particulièrement surprenant, car il doit chuter jusqu'à 7 V en toute sécurité de l'alimentation d'entrée à la carte elle-même. Certains ont essayé de contourner ce problème en remplaçant le régulateur par des régulateurs plus efficaces, mais cela ne résout pas vraiment le problème.

Patrick Fenner de l'ingénierie DefProc a trouvé une excellente solution dans son article de blog couvrant les stratégies d'économie d'énergie Uno. En remplaçant entièrement le régulateur de tension par un convertisseur abaisseur DC-DC, il a réussi à réduire de moitié la consommation électrique du microcontrôleur.

5. Faites votre propre Arduino

Une façon infaillible d'utiliser uniquement la puissance nécessaire à votre projet consiste à concevoir un microcontrôleur selon vos propres spécifications. Dans le passé, nous avons montré comment vous pouvez construisez votre propre Arduino Ne dépensez pas d'argent sur un Arduino - Construisez le vôtre pour beaucoup moinsJ'adore mes Arduinos. À tout moment, j'ai pas mal de projets en cours - le prototypage est tellement facile avec eux. Mais parfois, je veux garder le projet fonctionnel sans acheter ... Lire la suite pour une fraction du coût d'une planche officielle.

En plus d'avoir beaucoup plus de contrôle sur la taille et la portée de votre circuit, cela peut réduire la consommation d'énergie à 15,15 mA en veille et à seulement 0,36 mA en mode veille. Ces chiffres sont tirés de la post incroyablement détaillé par Nick Gammon sur son forum.

Cet article couvre de nombreux autres aspects de l'économie d'énergie Arduino et est une ressource fantastique à consulter lorsque vous essayez de tirer un peu plus de temps d'une alimentation mobile.

Utilisez Arduino pour de grandes idées et une faible empreinte énergétique

Lorsque vous travaillez sur vos premiers projets Arduino débutants, la consommation d'énergie n'est probablement pas trop préoccupante.

À mesure que vos idées s'élargissent et nécessitent plus de réflexion, il vaut la peine d'apprendre des moyens de rationaliser votre configuration. Entre en vous assurant d'obtenir la bonne carte Arduino Guide d'achat Arduino: quelle carte devriez-vous acheter?Il existe tellement de types de cartes Arduino que vous seriez pardonné d'être confus. Que devez-vous acheter pour votre projet? Laissez-nous vous aider, avec ce guide d'achat Arduino! Lire la suite et en le configurant pour en tirer le meilleur parti, vous pouvez faire un long chemin pour créer des appareils vraiment uniques et utiles. Bonne chance et continuez à bricoler!