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Les cartes Arduino ont changé le visage de la technologie DIY. Des projets simples comme la création de feux de circulation 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 attachant une batterie. Le problème est que même la batterie la plus volumineuse sera rapidement épuisée même par une petite carte Arduino.
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Si vous voulez vraiment que votre Arduino fonctionne sur le long terme, vous devrez apporter quelques ajustements et modifications.
1. Bibliothèques de logiciels Arduino basse consommation
Il existe plusieurs bibliothèques logicielles disponibles qui peuvent modifier la consommation électrique de votre Arduino. En envoyant l'Arduino en veille profonde pendant une durée définie, l'énergie peut être économisée entre les opérations. Ceci est particulièrement utile pour les microcontrôleurs prenant des lectures de capteurs dans des zones éloignées telles que les stations météorologiques, ou des sous-circuits de détection pour des appareils plus gros.
Les Bibliothèque basse consommation par l'utilisateur de Github, 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() your sensors/LEDs here
void loop()
{
// This next line powers the arduino down for 8 seconds
//ADC means analogue to digital conversion, and BOD for brown out detection
//both are turned off during the sleep period to save power
LowPower.powerDown(SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF);
//After each sleep, you can instruct the Arduino to carry out its tasks here - for example, take a temperature reading and send it to a server.
}Ce code est un bon début. Non seulement il réduit la consommation d'énergie à l'aide de méthodes déjà intégrées, mais il désactive les conversion analogique-numérique (qui peut utiliser de l'énergie même lorsqu'il est inactif) et le détection de brunissement qui arrête le code d'exécution Arduino 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 beaucoup plus loin que cela cependant!
2. Économie d'énergie intégrée Arduino
Le langage de programmation Arduino a son propre 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 veille, et vous pouvez y accéder en utilisant la fonction de configuration :
#define interruptPin 2
void setup()
{
//interrupt pin MUST be Arduino pin 2 or 3 on Uno
//set the pin to pull up 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 le faire est de créer deux petites fonctions :
void sendToSleep()
{
//enable sleeping - note this primes sleep, not starts it!
sleep_enable();
//attach the interrupt, specify the pin, the method to call on interrupt,
//and the interrupt conditions, in this case when the pin is pulled low.
attachInterrupt(interruptPin, wakeUpAgain, LOW);
//actually activate sleep mode
sleep_cpu();
//code continues on from here after interrupt
Serial.println('Just awoke.');
}
void wakeUpAgain()
{
//stop sleep mode
sleep_disable();
//clear the interrupt
detachInterrupt(interrputPin);
}Le code ci-dessus est un moyen simplifié d'envoyer votre Arduino en mode veille, et vous pouvez le réveiller à nouveau en vous connectant broche 2 à la GND épingler. 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 d'utilisation normale à seulement 0,57 mA.
Les interruptions sont un excellent moyen de réduire votre consommation d'énergie, et Le blog Kurks a quelques articles détaillés à leur sujet , qui aident à démystifier les interruptions pour les débutants.
3. Ralentissez la vitesse d'horloge de l'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 la Teensy 3.6 offrent des vitesses de traitement allant jusqu'à 180 MHz ! C'est pourquoi beaucoup Les hackers DIY aiment utiliser les planches Teensy sur Arduino dans leurs projets de bricolage.
Toute cette puissance de traitement a un coût en énergie, et pour 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 via un 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 de bootloader et peut vous laisser avec 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, Le guide détaillé de Pieter P peut vous aider à démarrer.
4. Remplacez les composants Arduino gourmands en énergie
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 remplaçables 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 de 3,3 V le rendent adapté à presque tous les usages.
Toutes ces fonctionnalités ne sont pas bon marché en termes de consommation d'énergie. Dans cet esprit, vous pouvez faire un certain nombre de choses pour modifier physiquement un Arduino Uno afin d'économiser de l'énergie.
Le régulateur de tension de l'Arduino Uno provoque la plus grande consommation d'énergie de 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 plus performants, mais cela ne résout pas vraiment le problème.
Patrick Fenner de l'ingénierie DefProc a proposé 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. Créez votre propre Arduino
Un moyen 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 créer votre propre Arduino pour une fraction du coût d'une carte 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 0,36 mA en mode veille. Ces chiffres sont tirés du article incroyablement détaillé par Nick Gammon sur son forum.
Cet article couvre de nombreux autres aspects de l'économie d'énergie Arduino et constitue une ressource fantastique à laquelle se référer lorsque vous essayez de gagner un peu plus de temps sur une alimentation mobile.
Utilisez Arduino pour de 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 trop préoccupante.
Au fur et à mesure que vos idées prennent de l'ampleur et nécessitent plus de réflexion, il vaut la peine d'apprendre des moyens de rationaliser 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 des appareils vraiment uniques et utiles. Bonne chance et continuez à bricoler!
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Ian Buckley est un journaliste indépendant, musicien, interprète et producteur vidéo vivant à Berlin, en Allemagne. Quand il n'écrit pas ou sur scène, il bricole de l'électronique ou du code DIY dans l'espoir de devenir un savant fou.
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