Споживання енергії
Дошки Arduino використовують трохи енергії порівняно з іншими вбудованими системами з подібною функціональністю.
Є три основні фактори:
5В лінійний регулятор NCP1117 ( таблиця даних ) в Arduino UNO R3 ( схематично ) має струм спокою близько 6 мА.
ATMega328P ( таблиця даних ) складає близько 5mA @ 8MHz та 5V, і, ймовірно, більше ніж удвічі, ніж на 16MHz.
user2973: ATMega16U2, який використовується для зв'язку через USB, також складає приблизно 13mA.
Світлодіоди та інші периферійні пристрої також проводять деякий струм. У вашому ланцюзі підсвічування РК-дисплея, ймовірно, також складає 4 мА.
При падінні 9 В до 5 В через лінійний регулятор майже половину потужності втрачає регулятор через падіння 4 В. Дункан зауважує, що це майже вдвічі зменшує спокій енергії 9В, а також потужність, необхідна для кожного мага 5В, оскільки 4/9-та частина енергії витрачається як тепло на регулятор напруги. Ефективний регулятор комутації видасть 5В з мало витраченою енергією, ефективно зменшивши струм, який бачить акумулятор, на 4/9.
Батарейку Duracell 9V ( технічний опис ) падає від 9В до 7В приблизно 7,5 годин з споживанням струму 50 мА. Отже, грубо здогадка полягає в тому, що ваша схема обертається близько 25 мА, що звучить приблизно на основі опису вашої схеми.
Зауважте, термін служби акумуляторної батареї нелінійний щодо струму. При дуже малих струмах (<1mA) термін служби лужної речовини наближається до літієвого акумулятора.
Зниження струму
Ось кілька порад щодо зменшення поточного споживання:
Регулятор: Замініть регулятор на низький спокійний струм, а ще краще, регулятор комутації (також низьким струмом спокою). Регулятор комутації використовує «імпульси» струму та деякі зовнішні індуктори та конденсатори, щоб дати розумний постійний вихід напруги. Він не витрачає енергію, як, наприклад, можливе падіння напруги лінійного регулятора та ефективність у високих 90%.
- Існують перетворювачі (на крок), які приймають акумулятор як вхід, а потім підключаються безпосередньо до 5 В і GND, минаючи VIN і регулятор. Цей від Pololu як кроки вгору, так і вниз, має струм спокою 0,1 мА.
- Крім того, ви можете використати кілька лужних акумуляторів на 1,5 В та перетворювач підсилення (посилення), щоб отримати напругу до 5 В (наприклад, цей виріб від Sparkfun). Здається, прискорені перетворювачі частіше зберігаються.
- Нарешті, ви можете придбати акумуляторну літієву батарею із зарядним екраном. Ця перевага цього полягає в тому, що не потрібно купувати нові батареї, а для мініатюрного трохи більше, ніж 9В акумулятор, літій має набагато більшу ємність. По-справжньому класним продуктом є водонепроникний комплект сталкера Seeeduino, який включає зарядний ланцюг, акумулятор, сонячну панель та інші смаколики.
ATMega328P: Замість того, щоб використовувати delayдля синхронізації та обертання, loopнескінченно чекаючи, коли щось станеться, перепишіть свій код, щоб він перейшов у сплячий час між зчитуваннями датчиків і т. Д. Є кілька бібліотек низької потужності , які використовують таймер сторожового режиму для періодичні пробудження від сну, які зручні. Ви можете отримати споживаний струм ATMega328P нижче 0,1 мА під час сну.
РК: вимкніть підсвічування або навіть весь РК. Додайте до дизайну кнопку, яку користувач може натиснути, щоб активувати РК-дисплей і відключити його після встановленої кількості бездіяльності.
Периферія: Більшість периферійних мікросхем також мають режим сну, що різко знижує їх енергоспоживання. Видаліть індикатори живлення та інші індикатори, які не потрібні.
ATMegu16U2: user2973 коментарі Здається, що цей чіп зголоднів ( user2973 ). Це може бути вилучено для економії енергії та просто використовувати UART замість цього, але це здається зайвим. Є плати Arduino Pro, які є просто голими кістками Arduino без інтерфейсу USB, який можна було б використовувати замість UNO.
Акумулятори: інші лужні клітини мають значно більшу ємність. Наприклад, 1,5 В АА має більше 2000 мАг для низьких струмів. Використання AA-комірок плюс перетворювач посилення може збільшити час перед заміною батареї. Використовуйте D-клітини (16000mAh), і це працюватиме досить довго. : D
Підсумок
За допомогою відповідного джерела живлення та кодування ви можете отримати розумну тривалість життя від акумулятора. Використовуючи вищезазначені принципи, я створив похідну плату Arduino, яка вимірює кілька датчиків і кожні півсекунди зберігає показання на SD-карті. Він може тривати близько 4 місяців на 2 батареях АА, тому, безумовно, можна мати низьку потужність і залишатися в екосистемі Arduino.
Мікросхема, яку я використовував для низької потужності в моїй платі, - це LTC3525-3.3V. Він займає вхідну напругу на рівні від 0,8 В і збільшує до 3,3 В, а також доступна версія 5 В. Я сконструював друковану плату для цієї мікросхеми, оскільки не було готового прориву, а в аркуші даних є еталонні конструкції. Головною критикою для вибору цієї мікросхеми було те, що вона все ще мала високу ефективність при дуже низьких струмах. Деякі інші перетворювачі потребують невеликого мінімального струму.
Найбільшим споживачем енергії на платі виявилася мікро SD карта. Він може змінюватись від 0,1 мА до 1,5 мА струму холостого ходу в залежності від виробника. Я знайшов карти Verbatim і Lexar, які споживають найменшу кількість енергії. Я дам питання EE.SE актуальним з результатами тестів на споживання електроенергії на мікро SD.