Sự tiêu thụ năng lượng
Các bo mạch Arduino sử dụng một chút năng lượng so với các hệ thống nhúng khác có chức năng tương tự.
Có ba yếu tố chính:
Bộ điều chỉnh tuyến tính 5V NCP1117 ( datasheet ) trong Arduino UNO R3 ( sơ đồ ) có dòng điện hoạt động khoảng 6mA.
ATMega328P ( bảng dữ liệu ) thu hút khoảng 5mA @ 8 MHz và 5V, và có thể nhiều hơn gấp đôi ở mức 16 MHz.
user2973: ATMega16U2 được sử dụng cho giao tiếp USB cũng rút ra khoảng 13mA.
Đèn LED và các thiết bị ngoại vi khác cũng vẽ một số hiện tại. Trong mạch của bạn, đèn nền LCD có thể cũng vẽ 4mA.
Khi giảm 9V xuống 5V thông qua bộ điều chỉnh tuyến tính, gần một nửa công suất bị mất bởi bộ điều chỉnh do giảm 4V. Duncan bình luận rằng đây gần như tăng gấp đôi tĩnh điện bốc thăm từ 9V cũng như sức mạnh cần thiết cho mỗi mA của 5V, từ 4 / 9ths về sức mạnh bị lãng phí dưới dạng nhiệt do điều chỉnh điện áp. Một bộ điều chỉnh chuyển mạch hiệu quả sẽ đưa ra 5V với ít năng lượng lãng phí, giúp giảm hiệu quả hiện tại của pin xuống 4/9 giây.
Pin Duracell 9V ( bảng dữ liệu ) giảm từ 9V xuống 7V trong khoảng 7,5 giờ với mức rút 50mA. Do đó, một phỏng đoán sơ bộ là mạch của bạn rút ra khoảng 25mA, âm thanh về bên phải dựa trên mô tả về mạch của bạn.
Lưu ý, tuổi thọ pin kiềm là phi tuyến tính đối với hiện tại. Đối với dòng điện rất nhỏ (<1mA), tuổi thọ của kiềm tiếp cận với pin lithium.
Bắt xuống
Dưới đây là một số mẹo để giảm mức tiêu thụ hiện tại:
Bộ điều chỉnh: Thay thế bộ điều chỉnh bằng một bộ điều chỉnh dòng điện thấp hoặc tốt hơn là bộ điều chỉnh chuyển mạch (cũng với dòng điện hoạt động thấp). Một bộ điều chỉnh chuyển mạch sử dụng 'xung' của dòng điện và một số cuộn cảm và tụ điện bên ngoài để cung cấp một đầu ra điện áp ổn định hợp lý. Nó không lãng phí năng lượng như giảm điện áp của bộ điều chỉnh tuyến tính và hiệu quả ở mức cao 90% là có thể.
- Có các bộ chuyển đổi buck (bước xuống) lấy pin làm đầu vào, sau đó kết nối trực tiếp với 5V và GND, bỏ qua VIN và bộ điều chỉnh. Cái này từ Pololu cả hai bước lên và xuống, và có dòng tĩnh 0,1mA.
- Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một số pin kiềm 1,5V và bộ chuyển đổi tăng cường (tăng cường) để có được điện áp lên đến 5V (ví dụ: sản phẩm này từ Sparkfun). Có vẻ như bộ chuyển đổi boost thường được dự trữ nhiều hơn.
- Cuối cùng, bạn có thể mua pin lithium có thể sạc lại với tấm chắn sạc. Ưu điểm này là không phải mua pin mới, và lớn hơn một chút so với pin 9V, pin lithium có dung lượng lớn hơn nhiều. Một sản phẩm thực sự tuyệt vời là bộ chống nước seeeduino stalker bao gồm mạch sạc, pin, bảng điều khiển năng lượng mặt trời và các tính năng khác.
ATMega328P: Thay vì sử dụng delaycho thời gian và quay trong loopkhông ngừng chờ đợi một cái gì đó xảy ra, tái viết mã của bạn để nó đi vào giấc ngủ ở giữa cảm biến đọc, vv Có một vài thư viện điện năng thấp ra khỏi đó mà sử dụng bộ đếm thời gian cơ quan giám sát cho thức dậy định kỳ từ giấc ngủ đó là tiện dụng. Bạn có thể nhận mức tiêu thụ hiện tại của ATMega328P dưới 0,1mA trong khi ngủ.
LCD: Tắt đèn nền hoặc thậm chí toàn bộ LCD. Thêm một nút vào thiết kế mà người dùng có thể ấn để kích hoạt màn hình LCD và tắt nó sau một lượng không hoạt động.
Thiết bị ngoại vi: Hầu hết các chip ngoại vi cũng có chế độ ngủ làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của chúng. Hủy bỏ đèn LED điện và các chỉ số khác không cần thiết.
ATMegu16U2: user2973 bình luận Có vẻ như con chip này khá ngốn điện ( user2973 ). Nó có thể được gỡ bỏ để tiết kiệm năng lượng và chỉ sử dụng UART thay thế, nhưng điều đó có vẻ như quá mức cần thiết. Có các bo mạch Arduino Pro chỉ là Arduino trần mà không có giao diện USB có thể được sử dụng thay vì UNO.
Pin: Các tế bào kiềm khác có dung lượng lớn hơn nhiều. Ví dụ, một 1,5V AA có hơn 2000mAh cho dòng điện thấp. Sử dụng các tế bào AA cộng với bộ chuyển đổi tăng có thể tăng thời gian trước khi thay pin. Sử dụng các tế bào D (16000mAh) và nó sẽ chạy khá lâu. : D
Tóm lược
Với việc cung cấp năng lượng và mã hóa phù hợp, bạn có thể có được tuổi thọ hợp lý từ pin. Sử dụng các nguyên tắc trên, tôi đã tạo ra một bảng phái sinh Arduino đo một vài cảm biến và lưu các bài đọc vào thẻ SD cứ sau nửa giây. Nó có thể tồn tại trong khoảng 4 tháng với 2 pin AA, do đó chắc chắn có thể có năng lượng thấp và vẫn tồn tại trong hệ sinh thái Arduino.
Con chip tôi sử dụng cho công suất thấp trong bo mạch của mình là LTC3525-3.3V. Nó có điện áp đầu vào thấp đến 0,8V và tăng lên đến 3,3V và cũng có sẵn phiên bản 5V. Tôi đã thiết kế một PCB cho con chip này vì không có đột phá sẵn sàng và trong bảng dữ liệu có các thiết kế tham chiếu. Các phê bình chính để chọn chip này là nó vẫn có hiệu quả cao ở dòng điện rất thấp. Một số bộ chuyển đổi khác cần một bản vẽ hiện tại tối thiểu nhỏ.
Người tiêu dùng năng lượng lớn nhất trên bảng kết thúc là thẻ micro SD. Nó có thể thay đổi giữa 0,1mA và 1,5mA của dòng không tải tùy thuộc vào nhà sản xuất. Tôi đã tìm thấy thẻ Verbatim và Lexar để tiêu thụ ít năng lượng nhất. Tôi sẽ cập nhật câu hỏi EE.SE này với kết quả kiểm tra mức tiêu thụ năng lượng thẻ micro SD của tôi.