Joseph Goodman
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Les cartes Arduino ont changé le visage de la technologie de bricolage. Des projets simples tels que la création de feux de signalisation miniatures Arduino sont parfaits pour enseigner aux débutants les bases de l'électronique et de la programmation.
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 plus petite batterie sera vidée rapidement, même par une petite carte Arduino..
Si vous voulez vraiment que votre Arduino soit sur le long terme, vous devrez faire quelques ajustements et modifications..
1. Bibliothèques logicielles Arduino Low Power
Plusieurs bibliothèques de logiciels disponibles peuvent modifier la consommation d'énergie de votre Arduino. En laissant l'Arduino en veille profonde pendant un certain temps, vous pouvez économiser de l'énergie entre vos opérations. Ceci est particulièrement utile pour les microcontrôleurs effectuant des lectures de capteurs dans des zones éloignées telles que des stations météorologiques ou des sous-circuits de détection pour des appareils plus grands..
Rocketscream, utilisateur de Github, est une 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 / voyants ici void loop () // Cette ligne suivante met l'arduino à l'arrêt pendant 8 secondes // ADC signifie conversion analogique-numérique et BOD pour la détection de claquage / / / les deux sont désactivés pendant la période de veille pour économiser de l'énergie LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Après chaque sommeil, vous pouvez demander à l'Arduino d'exécuter ses tâches ici - par exemple, prendre une lecture de la 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 désactive également le coût potentiellement élevé. conversion analogique-numérique (qui peut utiliser le courant même quand il est inactif) et le détection de panne qui arrête le code courant Arduino lorsque sa tension d'entrée devient trop basse.
C’est une mesure simple mais efficace pour commencer à réduire la quantité d’énergie tirée par votre Arduino. Nous pouvons aller beaucoup plus loin que cela si!
2. Économie d'énergie intégrée Arduino
Le langage de programmation Arduino a sa propre fonction intégrée sommeil fonctionnalité conçue pour aider à économiser de l'énergie. La fonction de sommeil, utilisée en tandem avec interrompre clauses, permettent à l'Arduino de se réveiller.
Arduino possède des broches spécifiques conçues pour interrompre le cycle de veille, 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 sous Uno // configure la broche pour qu'elle se mette en mode pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP); Maintenant que ceci est configuré comme une broche d’interruption, vous pouvez en toute sécurité mettre votre Arduino en veille. Une façon simplifiée de le faire est de créer deux petites fonctions:
void sendToSleep () // enable sleep - notez que ce nombre de jours en veille ne commence pas! sleep_enable (); // attachez l'interruption, spécifiez la broche, la méthode pour appeler une interruption, // et les conditions d'interruption, dans ce cas, lorsque la broche est abaissée. attachInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // active le mode veille sleep_cpu (); // le code continue à partir de là après l'interruption Serial.println ("Juste réveillé."); void wakeUpAgain () // arrête le mode veille sleep_disable (); // efface l'interruption detachInterrupt (interrputPin); Le code ci-dessus est un moyen simplifié d’envoyer votre Arduino en mode veille et vous pouvez le réactiver en le connectant. broche 2 au GND épingle. Alors que l’Arduino Uno est en mode veille, la consommation totale de courant est réduite d’environ 11 mA. Si vous utilisez plutôt un Pro Mini, vous pouvez vous attendre à une consommation normale de 25 mA à seulement 0,57 mA..
Les interruptions sont un excellent moyen de réduire votre consommation d'énergie et le blog The Kurks contient des articles détaillés à leur sujet, qui aident à démystifier les interruptions pour les débutants..
3. Ralentissez la vitesse de l'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 de 8 ou 16 MHz, bien que certaines cartes dérivées telles que la Teensy 3.6 offrent des vitesses de traitement allant jusqu'à 180 MHz! C'est pourquoi de nombreux hackers bricoleurs aiment utiliser les cartes Teensy. 7 projets intéressants à construire avec un Teensy 7 projets intéressants à construire avec un Teensy Teensy est une excellente alternative à Arduino. Ces projets impressionnants montrent tout ce que vous pouvez faire avec un Teensy. ! sur Arduino dans leurs projets de bricolage.
Toute cette puissance de traitement a un coût en énergie et, dans de nombreux cas d'utilisation, l'utilisation de la vitesse d'horloge complète est excessive. C’est là que la régulation de la vitesse d’horloge par logiciel peut faire la différence.
Ce serait négligent de ma part de ne pas vous avertir, changer la vitesse d'horloge peut causer des problèmes au chargeur de démarrage et peut vous laisser avec un Arduino que vous ne pouvez pas télécharger des croquis, si fait de manière incorrecte.
Si vous souhaitez modifier votre vitesse d'horloge et créer des outils dans l'IDE Arduino pour vous permettre de modifier la fréquence du processeur à la volée, le guide détaillé de Pieter P peut vous aider à démarrer..
4. Remplacez les composants Arduino gourmands en énergie
L'Arduino Uno est le tableau le plus populaire pour les débutants et la plupart des kits Arduino fournissent un modèle officiel ou un modèle clone. Son facteur de forme plus important et ses puces remplaçables à chaud le rendent parfait pour l'expérimentation. Sa large capacité de tension d'entrée ainsi que la conversion de tension intégrée pour les composants 3,3 V le rendent utilisable dans presque tous les cas..
Toutes ces fonctionnalités ne sont pas bon marché en termes d’utilisation de l’énergie. Dans cette optique, vous pouvez modifier physiquement un Arduino Uno pour économiser de l'énergie..
Le régulateur de tension sur l’Arduino Uno provoque la plus grosse consommation de courant sur la carte. Cela n’est pas particulièrement surprenant, car il faut laisser tomber jusqu’à 7V en toute sécurité de l’entrée d’alimentation à la carte elle-même. Certains ont essayé de contourner ce problème en remplaçant le régulateur par des plus efficaces, mais cela ne résout pas vraiment le problème..
Patrick Fenner de l’ingénierie DefProc a présenté une excellente solution dans son billet de blog couvrant les stratégies d’économie d’énergie Uno. En remplaçant entièrement le régulateur de tension par un convertisseur abaisseur CC-CC, il a réussi à réduire de moitié la consommation d'énergie du microcontrôleur..
5. Faites votre propre Arduino
Un moyen sûr 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 construire votre propre Arduino. Ne pas dépenser d’argent sur un Arduino. 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… pour une fraction du coût d'un tableau officiel.
En plus d'avoir un contrôle beaucoup plus important sur la taille et la portée de votre circuit, cela peut ramener la consommation d'énergie à 15,15 mA en veille et à seulement 0,36 mA en mode veille. Ces chiffres sont extraits du message incroyablement détaillé de Nick Gammon sur son forum..
Cet article couvre de nombreux autres aspects de l’économie d’énergie Arduino et constitue une ressource fantastique à consulter lorsque vous essayez d’économiser un peu plus de temps sur une source d’alimentation mobile..
Utilisez Arduino pour les grandes idées et une petite empreinte de puissance
Lorsque vous travaillez sur vos premiers projets Arduino débutants, la consommation d'énergie n'est probablement pas une préoccupation.
Au fur et à mesure que vos idées prennent de l'ampleur et nécessitent plus de réflexion, il est utile de connaître des méthodes pour rationaliser votre configuration. Assurez-vous d’obtenir le bon tableau Arduino Guide d’achat Arduino: Quel tableau devriez-vous obtenir? Guide d'achat Arduino: Quel conseil choisir? Il y a tellement de types de cartes Arduino que vous ne pouvez pas vous tromper. Que devriez-vous acheter pour votre projet? Laissez-nous vous aider avec ce guide d'achat Arduino! et en le configurant pour en tirer le meilleur parti, vous pouvez faire beaucoup pour créer des périphériques vraiment uniques et utiles. Bonne chance et continue à bricoler!