5 conseils d’économie de batterie Arduino qui vous permettront de fonctionner pendant des jours
Les cartes Arduino ont changé le visage de la technologie DIY. Des projets simples comme la création d’un minuscule feu de signalisation Arduino sont parfaits pour enseigner aux débutants l’électronique et la programmation de base.
Les Arduinos sont parfaits pour les projets domestiques et peuvent être utilisés en déplacement en y attachant une batterie. Le problème est que même la batterie la plus lourde peut être vidée rapidement par une petite carte Arduino.
Si vous voulez vraiment que votre Arduino fonctionne à long terme, vous devrez apporter quelques ajustements et modifications.
1. Bibliothèque logicielle basse consommation Arduino
Il existe plusieurs bibliothèques de logiciels disponibles qui peuvent modifier la consommation d’énergie de l’Arduino. En mettant l’Arduino en veille profonde pendant un certain temps, l’énergie peut être économisée entre les opérations. Ceci est particulièrement utile pour les microcontrôleurs prenant des lectures de capteurs dans des endroits éloignés tels que des stations météorologiques ou des sous-circuits de détection pour des équipements plus importants.
La bibliothèque Low-Power de l’utilisateur de Github, Rocketscream, est un exemple de bibliothèque facile à utiliser, idéale pour économiser de la batterie. Considérez le code suivant, un exemple de code basé sur la bibliothèque :
#include « faible puissance.h »
// set() votre capteur/LED ici
boucle vide ()
{
// La ligne suivante éteint l’arduino pendant 8 secondes
// ADC signifie conversion analogique-numérique, BOD signifie détection de mise hors tension
// Les deux sont éteints pendant le sommeil pour économiser de l’énergie
LowPower.powerDown(SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF);
// Après chaque sommeil, vous pouvez ici demander à l’Arduino d’effectuer ses tâches – par exemple, lire la température et l’envoyer au serveur.
}
Faire une vidéo du jour
Ce code est un bon début.Non seulement il réduit la consommation d’énergie en utilisant des méthodes déjà intégrées, mais il s’éteint également potentiellement coûteux Conversion analogique-numérique (l’alimentation peut être utilisée même en cas d’inactivité) et détection de baisse de tension Il empêche l’Arduino d’exécuter du code lorsque la tension d’entrée est trop faible.
Il s’agit d’une mesure simple mais efficace pour commencer à réduire la quantité d’énergie que votre Arduino tire. On peut aller plus loin que ça !
2. Économie d’énergie intégrée Arduino
Le langage de programmation Arduino a son propre langage intégré sommeil Caractéristiques conçues pour aider à économiser de l’énergie.fonction de sommeil, avec interrompre clause pour que l’Arduino se réveille à nouveau.
L’Arduino a des broches spécifiques pour interrompre les cycles de sommeil, auxquelles vous pouvez accéder à l’aide de la fonction de configuration :
#define Broche d’interruption 2
ensemble vide ()
{
// La broche d’interruption doit être la broche Arduino 2 ou 3 sur l’Uno
//Mettre la broche en mode pull-up
pinMode(interruptionPin, INPUT_PULLUP);
}
Maintenant qu’il est configuré comme une broche d’interruption, vous pouvez mettre votre Arduino en veille en toute sécurité. Une manière simplifiée est de créer deux petites fonctions :
void envoyer en veille()
{
// activer le sommeil – notez que cela démarre le sommeil, pas ça !
sleepenable();
// Attachez l’interruption, spécifiez la broche, interrompez la méthode appelée,
// et la condition d’interruption, dans ce cas lorsque la broche est tirée vers le bas.
attachInterrupt(interruptPin, wakeUpAgain, LOW);
// activer réellement le mode veille
sleep_cpu();
// le code continue à partir d’ici après l’interruption
Serial.println(« Je viens de me réveiller. »);
}
annuler le réveil à nouveau()
{
// arrête le mode veille
sleepdisable();
// effacer l’interruption
détacher l’interruption (interrputPin);
}
Le code ci-dessus est un moyen simplifié de mettre votre Arduino en mode veille, vous pouvez le réveiller en vous connectant broche 2 arrivée sol épingler. Lorsque l’Arduino Uno est en mode veille, il réduit la consommation électrique totale d’environ 11 mA, et si vous utilisez le Pro Mini, vous pouvez vous attendre à passer des 25 mA habituels à seulement 0,57 mA.
Les interruptions sont un excellent moyen de réduire la consommation d’énergie, et le blog Kurks contient des articles détaillés à leur sujet qui aident à démystifier les interruptions pour les débutants.
3. Diminuer la vitesse d’horloge Arduino
La vitesse d’horloge de l’Arduino détermine le nombre d’opérations qu’il peut effectuer par seconde. La plupart des cartes Arduino fonctionnent sur des processeurs 8 ou 16 MHz, bien que certaines cartes breakout (comme la Teensy 3.6) aient des vitesses de traitement allant jusqu’à 180 MHz ! C’est pourquoi de nombreux hackers bricoleurs préfèrent utiliser des cartes Teensy au lieu d’Arduinos dans leurs projets de bricolage.
Toute cette puissance de traitement se fait au détriment de la consommation d’énergie, qui est redondante pour de nombreux cas d’utilisation utilisant la vitesse d’horloge complète. C’est là que le réglage de la vitesse d’horloge via un logiciel peut entrer en jeu.
C’était ma négligence de ne pas vous prévenir, La modification des vitesses d’horloge peut entraîner des problèmes de chargeur de démarrage Si cela n’est pas fait correctement, vous risquez de vous retrouver avec un Arduino qui ne peut pas télécharger de croquis.
Si vous voulez essayer de changer la 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, le guide détaillé de Pieter P peut vous aider à démarrer.
4. Remplacement des composants Arduino gourmands en énergie
L’Arduino Uno est la carte de développement la plus populaire pour les débutants, et la plupart des kits Arduino proposent des modèles officiels ou clones. Son facteur de forme plus grand et sa micropuce remplaçable à chaud le rendent idéal pour l’expérimentation, et sa large capacité de tension d’entrée et sa conversion de tension intégrée pour les composants 3,3 V le rendent adapté à presque toutes les utilisations.
Toutes ces fonctionnalités ne sont pas bon marché en termes de consommation d’énergie. Dans cet esprit, vous pouvez faire beaucoup pour modifier physiquement l’Arduino Uno afin d’économiser de l’énergie.
Le régulateur de tension de l’Arduino Uno provoque la plus grande consommation d’énergie sur la carte. Ce n’est pas particulièrement surprenant car il doit être déposé en toute sécurité de l’alimentation d’entrée à 7v vers la carte elle-même. Certaines personnes ont essayé de résoudre ce problème en remplaçant le régulateur par un régulateur plus efficace, mais cela ne résout pas vraiment le problème.
Patrick Fenner de DefProc Engineering propose une excellente solution dans son article de blog sur la stratégie d’économie d’énergie d’Uno. En remplaçant complètement le régulateur de tension par un convertisseur abaisseur DC-DC, il a réussi à réduire de moitié la consommation électrique du microcontrôleur.
5. Créez votre propre Arduino
Un moyen infaillible d’utiliser uniquement la puissance dont vous avez besoin pour votre projet consiste à concevoir le microcontrôleur selon vos propres spécifications. Dans le passé, nous avons montré comment construire votre propre Arduino pour une fraction du coût d’une carte de développement officielle.
En plus d’un meilleur contrôle de la taille et de la portée du circuit, cela réduit la consommation d’énergie en veille à 15,15 mA et à 0,36 mA en mode veille. Ces chiffres sont tirés d’un post extrêmement détaillé de Nick Gammon sur son forum.
Cet article couvre de nombreux autres aspects de l’économie d’énergie d’Arduino et constitue une excellente ressource à consulter lorsque vous essayez de gagner du temps sur votre banque d’alimentation.
Lorsque vous travaillez sur votre premier projet Arduino pour débutant, la consommation d’énergie peut ne pas être trop un problème.
Au fur et à mesure que vos idées prennent de l’ampleur et nécessitent plus de réflexion, il est utile d’apprendre des moyens de simplifier votre configuration. Entre vous assurer d’obtenir la bonne carte Arduino et la configurer pour en tirer le meilleur parti, vous pouvez faire beaucoup pour créer un appareil vraiment unique et utile. Bonne chance et continuez à bricoler!
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