5 consejos de ahorro de energía de Arduino que mantendrán el tuyo funcionando durante días

  • Edmund Richardson
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Las placas Arduino han cambiado la cara de la tecnología DIY. Proyectos simples como la creación de semáforos en miniatura Arduino son perfectos para enseñar a los principiantes sobre electrónica básica y programación.

Los Arduinos son perfectos para proyectos en el hogar, y se pueden usar en movimiento adjuntando un paquete de baterías. El problema es que incluso la batería más gruesa se agotará rápidamente incluso con una pequeña placa Arduino.

Si realmente desea que su Arduino se ejecute a largo plazo, tendrá que hacer algunos ajustes y cambios.

1. Bibliotecas de software Arduino de bajo consumo

Hay varias bibliotecas de software disponibles que pueden cambiar el consumo de energía de su Arduino. Al enviar el Arduino a un sueño profundo durante un tiempo determinado, se puede ahorrar energía entre operaciones. Esto es particularmente útil para los microcontroladores que toman lecturas de sensores en áreas remotas como estaciones meteorológicas o detectan subcircuitos para dispositivos más grandes.

La biblioteca Low-Power del usuario de Github rocketscream es un ejemplo de una biblioteca fácil de usar que es perfecta para ahorrar algo de energía. Considere el siguiente código, basado en algunos de los códigos de ejemplo de la biblioteca:

#include "LowPower.h" // configura () tus sensores / LED aquí void loop () // Esta línea siguiente apaga el arduino durante 8 segundos // ADC significa conversión de analógico a digital y BOD para detección de caída de voltaje / / ambos se apagan durante el período de suspensión para ahorrar energía LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Después de cada suspensión, puede indicarle al Arduino que lleve a cabo sus tareas aquí, por ejemplo, tome una lectura de temperatura y envíela a un servidor. 

Este código es un buen comienzo. No solo reduce el consumo de energía utilizando métodos ya incorporados, sino que también apaga los costosos conversión analógica a digital (que puede usar la energía incluso cuando está inactivo) y el detección de oscurecimiento que detiene el código de Arduino cuando su voltaje de entrada es demasiado bajo.

Esta es una medida simple pero efectiva para comenzar a reducir la potencia que consume su Arduino. Sin embargo, podemos ir mucho más profundo que esto!

2. Ahorro de energía incorporado Arduino

El lenguaje de programación Arduino tiene su propio incorporado. dormir funcionalidad diseñada para ayudar con el ahorro de energía. La función de sueño, utilizada en conjunto con interrumpir cláusulas, permiten que el Arduino se despierte nuevamente.

Arduino tiene pines específicos diseñados para interrumpir el ciclo de sueño, y puede acceder a ellos utilizando la función de configuración:

#define interruptPin 2 void setup () // el pin de interrupción DEBE ser el pin 2 o 3 de Arduino en Uno // configura el pin para levantar el modo pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP);  

Ahora que esto está configurado como un pin de interrupción, puede enviar de forma segura a su Arduino a dormir. Una forma simplificada de hacerlo es crear dos funciones pequeñas:

void sendToSleep () // habilitar dormir - tenga en cuenta que esto prepara el sueño, ¡no lo inicia! sleep_enable (); // adjunte la interrupción, especifique el pin, el método para llamar a la interrupción // y las condiciones de interrupción, en este caso cuando el pin se baja. attachInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // activa el modo de suspensión sleep_cpu (); // el código continúa desde aquí después de la interrupción Serial.println ("Just awoke");  void wakeUpAgain () // detener el modo de suspensión sleep_disable (); // borra la interrupción detachInterrupt (interrputPin); 

El código anterior es una forma simplificada de enviar su Arduino al modo de suspensión, y puede volver a activarlo conectándose pin 2 al GND alfiler. Mientras que el Arduino Uno está en modo de suspensión, ahorra alrededor de 11 mA del consumo total de energía, y si usa un Pro Mini en su lugar, puede esperar caer del uso de energía normal de 25 mA a solo 0.57 mA.

Las interrupciones son una excelente manera de reducir el consumo de energía, y el blog The Kurks tiene algunas publicaciones detalladas sobre ellas, que ayudan a desmitificar las interrupciones para principiantes..

3. Disminuya la velocidad del reloj Arduino

La velocidad del reloj de su Arduino determina cuántas operaciones puede realizar por segundo. La mayoría de las placas Arduino funcionan con un procesador de 8 o 16 MHz, aunque algunas de las placas derivadas, como la Teensy 3.6, cuentan con velocidades de procesamiento de hasta 180MHz. Esta es la razón por la que a muchos hackers de bricolaje les gusta usar tableros Teensy. ! sobre Arduino en sus proyectos de bricolaje.

Toda esta potencia de procesamiento tiene un costo de potencia y, para muchos casos de uso, emplear la velocidad de reloj completa es excesivo. Aquí es donde regular la velocidad del reloj a través del software puede marcar la diferencia.

Sería negligente de mi parte no advertirte, cambiar la velocidad del reloj puede causar problemas con el gestor de arranque y puede dejarlo con un Arduino al que no puede cargar bocetos, si se hace incorrectamente.

Si desea intentar cambiar la velocidad de su reloj, además de crear herramientas en el IDE de Arduino para permitirle cambiar la frecuencia de la CPU sobre la marcha, la guía detallada de Pieter P puede ayudarlo a comenzar.

4. Reemplazar componentes Arduino hambrientos de energía

El Arduino Uno es el tablero más popular para principiantes, y la mayoría de los kits Arduino suministran un modelo oficial o clon. Su factor de forma más grande y microchips intercambiables en caliente lo hacen perfecto para la experimentación, y su amplia capacidad para voltajes de entrada junto con la conversión de voltaje a bordo para componentes de 3.3v lo hacen apto para casi cualquier propósito.

Toda esta funcionalidad no es barata en términos de uso de energía. Con esto en mente, hay varias cosas que puede hacer para alterar físicamente un Arduino Uno para ahorrar energía.

El regulador de voltaje en el Arduino Uno causa el mayor consumo de energía en la placa. Esto no es particularmente sorprendente, ya que tiene que caer hasta 7v de forma segura desde la fuente de alimentación de entrada a la placa. Algunos han tratado de solucionar esto reemplazando el regulador por otros más eficientes, pero esto realmente no resuelve el problema.

Patrick Fenner, de ingeniería de DefProc, encontró una gran solución en su publicación de blog sobre estrategias de ahorro de energía de Uno. Al reemplazar completamente el regulador de voltaje con un convertidor reductor DC-DC, logró reducir a la mitad el consumo de energía del microcontrolador.

5. Haz tu propio Arduino

Una forma segura de usar solo la energía necesaria para su proyecto es diseñar un microcontrolador según sus propias especificaciones. En el pasado hemos mostrado cómo puedes construir tu propio Arduino. No gastes dinero en un Arduino. Construye el tuyo por mucho menos. No gastes dinero en un Arduino. Construye el tuyo por mucho menos. Amo a mis Arduino. En cualquier momento, tengo bastantes proyectos en marcha: la creación de prototipos es muy fácil con ellos. Pero a veces, quiero mantener el proyecto funcional sin comprar ... por una fracción del costo de una junta oficial.

Además de tener mucho más control sobre el tamaño y el alcance de su circuito, esto puede reducir el consumo de energía a 15.15 mA en modo de espera, y tan poco como 0.36 mA en modo de suspensión. Estas cifras están tomadas de la publicación increíblemente detallada de Nick Gammon en su foro.

Esta publicación cubre muchos otros aspectos del ahorro de energía de Arduino, y es un recurso fantástico para referirse al tratar de exprimir un poco más de tiempo de una fuente de alimentación móvil.

Use Arduino para grandes ideas y una pequeña huella de poder

Cuando trabajas en tus primeros proyectos de Arduino para principiantes, el consumo de energía probablemente no sea una gran preocupación.

A medida que sus ideas crecen y requieren más reflexión, vale la pena aprender formas de simplificar su configuración. Entre asegurarse de obtener la placa Arduino correcta Guía de compra de Arduino: ¿Qué placa debe obtener? Guía de compra de Arduino: ¿Qué placa debería obtener? Hay tantos tipos diferentes de placas Arduino por ahí, que te perdonarían por estar confundido. ¿Cuál deberías comprar para tu proyecto? ¡Permítanos ayudarlo con esta guía de compra de Arduino! y configurándolo para aprovecharlo al máximo, puede recorrer un largo camino para crear dispositivos verdaderamente únicos y útiles. Buena suerte y sigue jugando!




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