Потребление ардуино: Энергосбережение и сон Arduino

Как измерить мощность сети (сигнал WIFI) в windows-CE ?

У меня есть алгоритм обработки изображений, работающий на платформе ARM-Cortex-A8/Ubuntu 9.01, и я должен измерить мощность, потребляемую моим алгоритмом, кто-нибудь знает, как это сделать? Есть ли…

Как я могу измерить мощность, потребляемую алгоритмом C при работе на процессоре Pentium 4 (и любой другой процессор тоже подойдет)?

Я хочу измерить, сколько батареи потребляется при включении Wifi, сканировании и подключении к an AP. Я попробовал сделать это с помощью API, чтобы увидеть уровень заряда батареи. Но это API дает…

Есть ли какой-нибудь способ узнать мощность, потребляемую приложением? Например, если у меня есть около десяти пользовательских приложений, работающих на моем ноутбуке, и я хотел бы знать, сколько…

Я разрабатываю процессор с использованием комплекта Altera DE1. Я буду запускать тестовый стенд, чтобы подчеркнуть процессор. Я хочу знать, есть ли какой-либо способ измерить только потребляемую…

Кто-нибудь может сказать мне, как измерить потребляемый RAM для конкретного кода, работающего на Arduino Mega или Due.

Есть ли способ рассчитать электроэнергию, потребляемую для загрузки и рендеринга веб-страницы (frontend)? Например, я думал о ‘test’, сделанном с phantomjs: загрузка веб-страницы прокрутите страницу…

Я хочу измерить производительность серверов apache2 и nginx. В результате я ожидаю графиков, как на этом сайте . Я могу измерить запрос в секунду , используя следующие инструменты: httperf , ab ,…

Для теста, который мы проводим, нам нужно измерить энергопотребление, которое использует наш сервис background android. Можно ли получить потребляемую мощность в мАч, которую наше приложение…

Каковы простые способы снизить энергопотребление Arduino? [Дубликат]

Моим первым шагом было бы определить, что использует большую часть мощности / тока, и решить эту проблему.

Я часто вижу эти вопросы об уменьшении энергопотребления / увеличении времени работы от батареи на этом сайте, они часто упоминают общее решение, которое вы уже перечислили, и которые перечислены в других ответах.

Например, я согласен, что уменьшение напряжения питания микроконтроллера снижает потребление энергии. Однако, если UC находится в основном в режиме ожидания и активен только 1% времени, то снижение потребляемой мощности имеет значение только в том случае, если UC занимает значительную (например, более 20%) от общего бюджета мощности.

Например, если ваши датчики температуры включены постоянно при 1 мА, то это всего 2 мА при 100%. Сравните это с активностью ОК в 1% времени при 10 мА, что в среднем составляет 1% * 10 мА = 0,1 мА, поэтому в 20 раз меньше.

Таким образом, вывод должен был бы задействовать датчики температуры. Сделайте так, чтобы uC включал / выключал их (или их питание, возможно, вы можете просто подать Vdd датчиков температуры с вывода I / O на uC). Даже если температурные датчики стабильны только после подачи напряжения питания в течение 5 секунд, это все равно поможет, если вы будете измерять температуру один раз в минуту.

Я обычно делаю таблицу с активным временем (в%, так что в основном это рабочий цикл), потреблением тока и эффективным средним током (который является просто произведением этих двух). Это помогает мне определить, куда движется ток / сила, и это говорит мне, как я могу улучшить его.

Что касается повышающего преобразователя: он может вам не понадобиться, если все компоненты также могут работать от 3,5 до 4,2 В. Микросхема ATmega может работать, некоторые могут даже работать при 1,8 В (вам может потребоваться изменить напряжение «Brown Out» в настройки предохранителей хоть). Некоторые повышающие преобразователи имеют низкий ток покоя (утечка тока, когда ток при 5 В равен нулю), но не все это делают.

Большинству конструкторов цепей нравится иметь стабильное напряжение питания, скажем, 3,3 В. Однако большинству микросхем на самом деле все равно! Пока это в их полезном диапазоне. Конечно, для высокой точности / низкого уровня шума все может быть иначе. Моя точка зрения: вам не всегда нужно стабильное / регулируемое напряжение питания. Удаление этого LDO / повышающего преобразователя может сэкономить немного тока.

Питание Arduino Mini Pro с помощью аккумулятора CR2032 в качестве пульта дистанционного управления

You should take a look at ATmega328P datasheet

На странице 2 говорится: «Шесть режимов сна: холостой ход, уменьшение шума АЦП, энергосбережение, выключение, резервный и расширенный режим ожидания»

These are the modes which can be used to put Arduino Pro Mini in stand-by. You can search for them at datasheet and choose the only that better applies to you. To learn more about sleep mode and other methods to save battery, you can take a look at this source: Arduino Low Power – How To Run ATmega328P For a Year On Coin Cell Battery

В таблице данных аккумулятора вы должны обратить внимание на его заряд:

Типичная емкость: 240 мАч (до 2,0 вольт)

Это означает, что от 3 до 2 вольт он потребляет 240 мАч. Это заряд, который вы можете ожидать использовать. Используя ставки потребления, которые вы указали выше

NRF24L01: 10 mA per second (low-ball)
ATmega328P: 5 mA per second (low-ball)
CR2032: 240 mAh
Time: 240mAh/(10mA + 5mA) = 16 hours

Это не так много. Чтобы увеличить эту автономию, ссылка, которую я опубликовал выше, весьма полезна, потому что она покажет вам альтернативы, такие как удаление регулятора напряжения, которое резко сократит ваше потребление. Теперь, если вы чувствуете, что действительно приключений, вы можете взглянуть на то, как разгонять доску: Arduino pro mini @ 1MHz – 1.8V . Это очень эффективный способ экономии энергии, когда частота часов не обязательна.

ИЗМЕНИТЬ после комментариев:

16 часов были рассчитаны с использованием 5 мА для Arduino (это значение для потребления энергии, которое можно ожидать в активном режиме) и 10 мА для NRF24L01. Вы должны оценить потребление спящего режима для обоих и процент времени в спящем режиме, если вы хотите оценить автономию. По ссылке, которую я отправил вам в спящий режим, есть несколько таблиц с потреблением энергии в разных конфигурациях.

ATmega328P может работать с минимальным значением 1,8 вольта, тогда как nRF24L01 + может работать с минимумом 1,9 В – см. таблица . Так что, вероятно, у вас будет чуть больше 240 мАч для работы. Ваша батарея не будет иметь 3В все время. Он начнется с 3V (может быть, немного больше) и постепенно уменьшает его напряжение, поскольку заряд подается в схему. Как только напряжение будет ниже 1.9V, nRF24L01 + не будет гарантированно работать должным образом.

Определенно, чтобы спать Pro Mini, просто пробуждая его при использовании, это правильный способ дизайна этой схемы. Согласно эта ссылка выше, энергопотребление для Arduino должно составлять 0,90 мА. В пункте 5.1 nRF24L01 + datasheet описано, что он потребляет 0,32 мА в режиме ожидания II. Если вы спите Pro Mini, скажем, в 90% случаев, не снимая светодиоды или регуляторы напряжения, вы можете оценить, что

t = 240mAh * (0.1/(5mA+10mA) + (0.9/(0.9mA+0.32mA)) = 178.65 hours

Если вы используете стратегии снижения энергопотребления Arduino, как и те, которые я вам пришлю, вы можете увеличить это время. Вы также сэкономите энергию, если вы измените nRF24L01 + из режима ожидания 2 в режим ожидания 1. Проверьте базу данных, чтобы узнать, какой из них соответствует вашим потребностям.

Реле электромеханическое ДО 250V 10 А. 2- канала 5V для Arduino

Общие сведения

Модуль электромеханического реле на 2 канала — позволяет коммутировать цепи как переменного, так и постоянного тока до 10А. Но рекомендуется коммутировать цепи с током до 7А. 

Для своих измерений я использовал ключ Drok USB Meter .Он подключается к USB-порту и имеет гнездовой USB-разъем для подключения любого USB-устройства, такого как Arduino. ЖК-экран этого USB-ключа показывает напряжение и потребляемую мощность.

К сожалению, частота обновления ЖК-экрана слишком мала, поэтому на рисунке выше видна только часть дисплея.

Это устройство можно найти на Amazon или eBay по цене от 10 до 40 долларов.

Я создал две разные программы для работы на платах Arduino:

1. Базовая пустая setup () {} loop () {} program
2. Программа, которая будет печатать серии Фибоначчи через виртуальный последовательный порт

Вот мои результаты:

Получается, что вне зависимости от запущенной программы энергопотребление остается прежним.Я пробовал другие программы, кроме перечисленных выше, и получил те же результаты.

Из вышесказанного кажется, что наиболее эффективными являются Nano и 101.На самом деле удивительно, что даже Mega эффективнее Uno.

Еще меня заинтересовала разница в энергопотреблении между использованием внешнего гироскопа и акселерометра, такого как чип MPU6050, и встроенным гироскопом на Arduino 101.

Для своих тестов я использовал простую программу, использующую алгоритм Мэджвика, которая выводила показания акселерометра и гироскопа на последовательный порт. Я использовал тот же алгоритм для проверки бортового и внешнего гироскопов.Эта программа была полезна при использовании бортового гироскопа Arduino 101.

Я обнаружил, что при использовании гироскопа / акселерометра требуется около 2 мА, , а с моим напряжением 5,10 В это составляет около 10 мВт и мощности. Вот мои результаты:

Оказывается, встроенный гироскоп / акселерометр потребляет столько же энергии, сколько и внешний MPU6050!

Для Arduino Nano не забудьте получить драйвер, поскольку он не входит в установку Arduino IDE.

145

Баллы

145

Баллы

Планирование схемы с учетом энергопотребления

При первом планировании схемы мы склонны думать о том, как заставить ее работать. Однако потребление энергии, как правило, рассматривается только на более продвинутых стадиях проекта. В этом есть смысл, поскольку вы сначала хотите убедиться, что созданная вами схема действительно работает.Но есть веские причины подумать о блоке питания Arduino с самого начала.

В некоторых случаях оптимизация энергопотребления схемы может продлить ее срок службы в сотни или даже тысячи раз при использовании одного и того же источника питания.

В этом посте мы сначала подробно рассмотрим различные варианты источников питания Arduino, от бортовых батарей 9 В до внешнего источника переменного тока от стены. Мы дадим несколько советов о том, как оптимизировать энергопотребление вашей схемы, посмотрим, как построить более эффективную схему, и посмотрим, какие практические изменения вы можете внести в существующую схему, чтобы добиться от нее немного большей производительности.

Блоки питания Arduino

Большинство встроенных систем и схем для любителей используют два разных источника питания: батареи и сетевое питание.

Батареи

Если ваша схема должна быть мобильной, вам понадобится решение с батарейным питанием. Батареи бывают разных видов, каждая из которых имеет свою технологию и выходное напряжение. Все типы аккумуляторов выдают переменное напряжение, которое уменьшается по мере падения заряда.

Батареи имеют фиксированное напряжение, которое не всегда соответствует рабочему напряжению цепи, с которой вы работаете.Чтобы обеспечить схему стабильным и адекватным напряжением, вам понадобится стабилизатор напряжения . Платы Arduino поставляются со встроенным регулятором напряжения, который понижает входное напряжение с 7-12 В до мощности 5 В, с которой может справиться микроконтроллер. Эти компоненты сами по себе неэффективны, о чем мы поговорим чуть позже.

Давайте взглянем на несколько различных доступных технологий аккумуляторов:

Щелочные батареи основаны на кристалле, который после использования уже невозможно собрать снова.Таким образом, они не перезаряжаемые. И их плотность энергии тоже не такая уж и впечатляющая: щелочные батареи 9 В при постоянном использовании действительно разряжаются очень быстро. С учетом сказанного, щелочные батареи безопасны и распространены повсеместно, а также являются отличным способом поддерживать работу маломощных цепей.

«Тест 9-вольтовых щелочных батарей» от quiethut.com под лицензией CC BY 2.0

Никель-кадмий – это то, что вы найдете везде, где действительно имеют значение стоимость, скорость разряда и срок службы.Рации, видеокамеры и портативные дрели питаются от никель-кадмиевых батарей. К сожалению, такие батареи токсичны, поэтому их нужно утилизировать с осторожностью.

Этот материал обладает превосходной плотностью энергии по сравнению с NiCd, но, как правило, служит не так долго. Это то, что есть в телефонах и портативных компьютерах.

Вот еще одна легкая технология, которая отлично подходит для портативной электроники. Он работает с использованием ионов лития, которые перемещаются от одного электрода к другому во время разряда и обратно во время перезарядки.Для безопасного использования литий-ионные аккумуляторы требуют осторожного обращения. Когда они заряжаются слишком быстро или сжимаются, они, как правило, взрываются. Вы можете вспомнить пару лет назад, когда Samsung пришлось выпустить униженный отзыв после того, как их телефоны Note 7 начали гореть – это плохо с литий-ионным аккумулятором.

«Общая схема разрядки литиевой батареи» от Sdk16420 под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.

Некоторые аккумуляторы, например аккумулятор в автомобиле, можно перезаряжать.Они созданы для постоянной зарядки на протяжении всей жизни, что делает их удобным способом получения энергии, если есть способ поддерживать их в рабочем состоянии.

Источник бесперебойного питания, также известный как ИБП, является хорошим примером. Он будет находиться в серверной, пока не отключится электричество, а затем предоставит достаточно времени для сохранения работы всех во время отключения электроэнергии. Затем, когда мощность снова увеличится, он перезарядится. То же самое и с автомобильными аккумуляторами, которые заряжаются при работающем двигателе.

Учитывая более длительный срок службы и доступность неперерабатываемых батарей, они могут быть подходящими для некоторых приложений с низким энергопотреблением – например, вы можете использовать батарею 9 В в комплекте активных гитарных звукоснимателей.

Настенные адаптеры

Настенные адаптеры предназначены для преобразования переменного тока высокого напряжения, выходящего из стены, в постоянный ток низкого напряжения, который может использовать ваша цепь. Это достигается за счет использования трансформатора , который понижает напряжение, и выпрямителя , компонента, который позволяет току течь через него только в одном направлении, тем самым удаляя отрицательную часть сигнала.

Результирующий ток можно пропустить через серию конденсаторов, которые сглаживают пики и падения. Подобные внешние источники питания могут быть опасны при неправильном обращении, поэтому в большинстве случаев лучше использовать готовые решения, а не самодельные.

USB

Следует также упомянуть USB, который обеспечивает удобное средство подачи питания 5 В на вашу схему, которое затем можно преобразовать до 3,3 В для большей эффективности. USB-кабели есть повсюду, и покупка замены не вызывает затруднений.Кроме того, вы сможете подключить свою схему к перезаряжаемому USB-блоку питания, чтобы немного повысить мобильность. И Arduino UNO, и Raspberry Pi могут получать питание через USB.

Солнечная энергия

Если вы строите электрическую цепь для наружного проекта, где достаточно солнечного света, то использование такого источника питания может эффективно снизить потребление энергии до нуля – или даже меньше!

Солнечная энергия – не единственная форма возобновляемой энергии. Вы также можете генерировать энергию из проточной воды и ветра .Однако каждый из них имеет один и тот же недостаток; они работают только при наличии источника питания.

В некоторых случаях это может быть частью функции схемы. Например, в нашем проекте подсолнечника мы использовали LDR, который определяет, когда есть свет, и запускает Arduino для перемещения двигателя. Сделав еще один шаг вперед в этом проекте, мы могли бы использовать солнечную энергию для питания цепи после захода солнца.

Как измерить

Если мы собираемся уменьшить количество потребляемой энергии, стоит точно знать, сколько энергии уходит в вашу существующую цепь.Это означает освежить себя основами электричества.

Напряжение и ток, вероятно, являются двумя наиболее важными понятиями, которые необходимо понять.

Напряжение относится к разнице в потенциальной энергии между двумя точками, вызванной разным количеством заряда в этих точках.

Ток относится к фактическому потоку электронов в проводящем материале, который вызывается напряжением.

Общая энергия (мощность), потребляемая электронной схемой, может быть измерена в ваттах.Мы можем определить мощность цепи, просто умножив напряжение (в вольтах) на ток (в амперах). Итак, если у нас есть источник питания 5 В и мы потребляем 500 мА, мы собираемся использовать 2,5 Вт.

Есть третье соображение, и это сопротивление между двумя точками. Это описывает способность материала проводить эти электроны. Например, такие элементы, как медь или золото, обладают высокой проводимостью, в то время как изолятор, такой как резина, имеет высокое сопротивление.

Треугольник закона Ома: напряжение, ток, сопротивление

Добавив сопротивление в цепь, мы уменьшим ток, протекающий по ней, и предотвратим быстрое использование энергии.Если вы поместите резистор перед светодиодом, вы защитите компонент и предотвратите подачу тока. Сила резистора в омах будет определять степень этого падения и уменьшение потребляемой мощности.

Мы также можем управлять входящим напряжением. Многие современные компоненты меньшего размера могут работать с меньшим напряжением, что в конечном итоге делает их более энергоэффективными. Мы вернемся к этому позже.

Оптимизация энергопотребления Arduino

Ваш выбор компонентов сильно повлияет на количество энергии, потребляемой вашей схемой.В каждом случае мы хотим выбрать компонент, который выполняет ту же работу с меньшим энергопотреблением, но при этом учитывает другие факторы, такие как стоимость.

Контроллер

В основе большинства схем лежит микроконтроллер. Вы захотите выбрать тот, который будет достаточно быстрым для выполнения работы, но не настолько быстрым, чтобы быть расточительным. В идеале вы также захотите выбрать контроллер, который работает с сигналами более низкого напряжения 3,3 В, а не с сигналами 5 В, поскольку первый использует пропорционально меньше общей энергии для выполнения работы.

Например, вы могли разработать проект на Arduino UNO, используя ATmega328.Это мощный и гибкий микроконтроллер с большим количеством контактов GPIO и тактовой частотой до 20 МГц. Но что, если вашему проекту это не нужно? Что, если вы, скажем, просто регистрируете температуру с часовыми интервалами? В таком случае, возможно, стоит переключиться на контроллер меньшего размера, например, на автономный микроконтроллер ATtiny85.

«Шаблон микроконтроллера ATTiny» от jieq под лицензией CC BY 2.0

Другой вариант может заключаться в понижении тактовой частоты микроконтроллера с помощью программного обеспечения или переводе его в спящий режим, когда он не используется.Мы коснемся этих решений чуть позже.

Дополнительные компоненты

Мы также не хотим переусердствовать с другими нашими компонентами. Если компонент рассчитан на работу при напряжении 3,3 В, включите его в свою схему. Это означает, что активные компоненты выбираются только там, где они необходимы.

Активные компоненты – это те, которые требуют источника питания, а пассивные – те, которые работают без него. Если вы сможете заставить свою схему работать с использованием пассивного компонента, скорее всего, она будет проще, эффективнее и элегантнее.

Также стоит подумать о том, какой контроль вы собираетесь иметь над датчиками и сколько энергии они потребляют. Например, простой LDR будет более эффективным, чем датчик освещенности RGB – и поэтому, если ваша схема не нуждается в дополнительных функциях, простота обычно предпочтительнее.

Преобразователи мощности

В некоторых случаях вы можете захотеть использовать специальную интегральную схему, которая принимает один уровень напряжения и выдает другой. Эти компоненты особенно полезны, если у вас есть определенные потребности в напряжении, но вы предпочитаете сохранить удобство заданного выхода от вашей батареи.

Преобразователи мощности бывают двух типов. Существуют повышающие преобразователи, или «повышающие преобразователи , », которые увеличивают величину напряжения, и регуляторы напряжения , , которые уменьшают его (обычно до более стабильного, более низкого уровня).

Обратите внимание, что эти компоненты не создают энергию из ничего (поскольку это физически невозможно). Чтобы повысить напряжение, повышающие регуляторы уменьшают ток. Повышающий преобразователь – полезный компонент в ситуациях, когда требуется меньше батарей.Например, вы можете создать цепь 3,3 В, используя всего одну батарею 1,5 В. При условии, что цепь не потребляет большой ток, вам это удастся. В ситуациях, когда батарея постоянно заряжается во время работы цепи, например, от ветряной турбины или источника света на солнечной энергии, это может не быть такой проблемой.

Чтобы получить максимальную отдачу от преобразователя мощности, вам нужно выбрать наиболее эффективный из имеющихся и тот, который лучше всего подходит для вашей схемы.Circuito.io выберет для вас преобразователь мощности, но он будет популярным и легко отслеживаемым. Если вы готовы потратить немного времени на поиски чего-то, что лучше всего подходит для вашей схемы, вы сможете сделать свою конструкцию еще более энергоэффективной.

Мы рассмотрели несколько факторов, которые влияют на энергопотребление цепи. Но когда вы придете к завершению своего дизайна, вы захотите запомнить несколько дополнительных уловок и советов, которые сбьют несколько лишних миллиампер и сделают ваш дизайн максимально эффективным.

Расширенные методы оптимизации энергопотребления Arduino

Когда вы строите свою схему на Arduino (или любой другой макетной плате), в вашем распоряжении будет ряд компонентов и функций. Доска собрана для максимально широкого круга различных проектов. Но как только вы составите проект, вы можете обнаружить, что многие из этих компонентов не соответствуют требованиям.

Power LED

Возможно, наиболее очевидным кандидатом на удаление является светодиодный индикатор питания.На плате Arduino он подключен к шине питания + 5В через резистор для поверхностного монтажа. Следовательно, предотвратить его распространение через программное обеспечение невозможно. Если вы хотите отключить его, вам нужно соединить два контакта перемычкой или полностью удалить светодиод.

Любой вариант требует подключения к Arduino паяльника. Это приведет к необратимым изменениям в нем, что является плохой новостью, если вы захотите сохранить его для других проектов в будущем. Лучше всего было бы перенести всю схему Arduino на новую отдельную плату и просто удалить светодиодный индикатор питания из схемы.Если ваша схема включает последовательную связь UART, вы также можете удалить светодиод передачи / приема.

Микроконтроллер

Мы уже обсуждали преимущества уменьшения размера вашего микроконтроллера. Но даже если вы хотите использовать ATMega328, который поставляется в стандартной комплектации с платой Arduino, все равно стоит перейти на автономный контроллер или альтернативный контроллер с низким энергопотреблением, такой как Arduino Pro Mini. Это позволит вам отказаться от шины питания USB и других подобных компонентов.

Замена регулятора напряжения

По умолчанию платы Arduino поставляются с линейным регулятором, который эффективен при стандартной работе. Но когда мы переводим плату в спящий режим (к которому мы вернемся через мгновение), эта эффективность имеет тенденцию к падению из-за небольшого количества тока, протекающего через контакт заземления. Когда в спящем режиме мы потребляем лишь немного энергии, это крошечное количество начинает составлять значительную часть общей потребляемой мощности. Так что же нам с этим делать?

Первый вариант – просто полностью удалить линейный регулятор из схемы.Как только вы это сделаете, вам нужно будет подать на плату соответствующее напряжение 3,3 В. Микроконтроллер, вероятно, не будет особо беспокоиться о входящем напряжении – средний ATMega328 может работать с напряжениями до 5,5 В и до 2,7 В. Другие части вашей схемы могут быть не такими простыми.

Другой вариант – заменить линейный регулятор на более производительный. Вот где может быть полезно переключиться на импульсный стабилизатор.

Линейные регуляторы – более простая и доступная разновидность.Они меняют свое сопротивление, чтобы соответствовать входящей нагрузке, и тем самым вырабатывают фиксированное напряжение. Для этого им требуется повышенное на фиксированное значение напряжение, называемое падением напряжения. Здесь и проявляется неэффективность – разница между вводом и выводом превращается в тепло. Следовательно, это пустая трата энергии.

блок питания с линейным регулятором напряжения

Переключение регуляторов несколько сложнее. Они работают путем включения и выключения ряда переключателей, во многом как генератор ШИМ на вашем микроконтроллере.Увеличивая или сокращая рабочий цикл, регулятор может изменять нагрузку.

Эта конструкция более эффективна, потому что она всегда либо включена, либо выключена, а это означает, что тратится очень мало энергии. Но это также означает, что мы можем создавать напряжения, которые выше, чем входящие. Итак, если вашей схеме нужно понизить, повысить или сделать и то, и другое, импульсный стабилизатор сможет справиться с этим.

Теперь вы можете подумать, что это означает, что импульсные регуляторы всегда более эффективны.Но нам нужно учитывать поведение регулятора при очень низких уровнях входного сигнала. Именно здесь эффективность имеет тенденцию к значительному падению – с 80% или выше до 10% или даже ниже. По этой причине стоит внимательно изучить таблицы данных, прежде чем инвестировать в регулирующий орган. Ищите ток покоя – это количество, потребляемое регулятором, когда он ничего не делает. Чем ниже, тем лучше.

Имейте в виду, что ваш регулятор напряжения должен быть объединен с двумя подходящими керамическими конденсаторами.Чтобы найти оптимальные значения, взгляните на техническое описание регулятора напряжения, где вы найдете рекомендации по значениям и схему подключения.

Программное обеспечение

Помимо замены нескольких аппаратных средств, мы также можем использовать программное обеспечение для деактивации некоторых несущественных частей микроконтроллера, а также для его выключения, когда это не нужно. Таким образом, мы можем значительно снизить энергопотребление устройства – до менее чем одной сотой его потребляемой мощности при активации.

Спящий режим при отключении питания

По умолчанию ваш микроконтроллер находится в активном режиме. Это означает, что он постоянно циклически выполняет свой набор инструкций и потребляет в процессе много энергии. Чтобы избежать этого, вы можете активировать так называемый «спящий режим». Это особый режим, в котором микросхема деактивируется до тех пор, пока она не получит прерывание. Вы можете активировать это временно или на неопределенный срок, в зависимости от приложения.

Мы использовали функцию «глубокого сна» для нашего дистанционного управления жестами, например, так как мы хотели продлить срок службы батареи.Поэтому вместо того, чтобы схема всегда была «включена», мы устанавливаем ее в «спящий режим» до тех пор, пока она не получит сигнал от датчика жестов через вывод прерывания Arduino.

Отключение встроенных периферийных устройств

Помимо дополнительных компонентов, которые загружаются на макетную плату, в саму микросхему микроконтроллера включено множество отдельных схем, некоторые из которых вы, возможно, никогда не будете использовать. К ним относятся таймеры, детекторы отключения электроэнергии и периферийные устройства. Их можно удобно отключить с помощью библиотеки с низким энергопотреблением, такой как эта от Rocketscream.

Стоит просмотреть свой код и определить, какие из внутренних модулей Arduino вы не используете. Это очень редкая схема, в которой используются все они, и если вы создаете что-то маленькое и работающее от батарей, вы, вероятно, сможете сэкономить электроэнергию, отключив АЦП, SPI, I2C и подобные компоненты.

В заключение

Оптимизация энергопотребления полезна не только в небольших приложениях с батарейным питанием, где критически важен длительный срок службы, но и практически во всех схемах, которые вы только можете придумать.Вы можете легко добиться значительных сокращений за счет модификаций программного и аппаратного обеспечения, поэтому нет причин не смотреть на это!

Энергопотребление Arduino | Udemy

Группа инженеров по обучению

Команда опытных инженеров, делящихся знаниями со всем миром

Группа инженеров по обучению – ведущая команда в индустрии микроконтроллеров с более чем 13-летним опытом в обучении и выполнении практических проектов .

Мы стремимся использовать весь наш практический опыт на этих курсах. Вместо поверхностных знаний – мы углубляемся в тему и даем вам точный – пошаговый план того, как приручить простые, а также сложные темы в легких и легко усваиваемых небольших видеороликах.

Эти реальные знания позволяют легко усваивать знания, и вы можете сразу же применять их в своей жизни и проектах.

Группа инженеров по обучению занимается программированием и микроконтроллерами с 2007 года. .Мы участвовали во многих проектах. За эти годы мы получили хорошее представление о потребностях студентов и преподавателей. Мы стремимся делиться с вами всеми нашими коллективными знаниями. По состоянию на 2018 год мы уже обучили более 250 тыс. Студентов, из них .

В настоящее время у нас более 100+ курсов по Удеми

Педагог и автор «Образовательной инженерии».

Ашраф – педагог, инженер мехатроники, любитель электроники и программирования, производитель .Он создает онлайн-видеокурсы на канале EduEng на YouTube (более 4 миллионов просмотров, более 20 тысяч подписчиков) и автор четырех книг о микроконтроллерах.

В качестве главного инженера по вопросам образования с 2007 года в компании Educational Engineering Team, которую он основал, миссия Ашрафа заключается в изучении новых тенденций и технологий, помощи в обучении и улучшении мира.

Педагогическая инженерия предлагает образовательные курсы и учебные курсы, статьи, уроки и онлайн-поддержку для любителей электроники, любителей программирования, любителей микроконтроллеров, студентов STEM и учителей STEM.

Эта команда также работает в качестве инженеров-фрилансеров, помогая многим студентам в их дипломных проектах и ​​предоставляя рекомендации и консультации многим студентам на протяжении многих лет, чтобы помочь им начать свою карьеру.

Основной навык Ашрафа заключается в пошаговом объяснении сложных понятий с помощью видео и текста. Обладая более чем 11-летним опытом преподавания в высших учебных заведениях, Ашраф разработал простой, но всеобъемлющий и информативный стиль обучения, который ценят студенты со всего мира.

Его страсть к микроконтроллерам и программированию и, в частности, к миру Arduino, микроконтроллера PIC, Rasberry Pi руководила его личным развитием и своей работой через образовательную инженерию.

Онлайн-курсы Ashraf помогли более 250 000 человек со всего мира стать лучше и сделать отличную карьеру в отрасли.

Группа инженеров по обучению предлагает курс по

Проектирование схем, моделирование и изготовление печатных плат

Arduino, микроконтроллер PIC и Raspberry Pi

Программирование на C, Python и других языках программирования

Промышленное программирование и автоматизация ПЛК

3D-дизайн и моделирование

ESP и IoT World

Для получения дополнительной информации воспользуйтесь ссылками на странице профиля, чтобы следить за разработками группы инженеров по обучению и последними инновациями Ashraf.

Измерение энергопотребления IoT: использование Arduino для измерения Raspberry!

Срок службы батареи – один из важных критериев, который вы должны тестировать при разработке IoT (Интернет вещей) . Отсутствие измерения энергопотребления вашей платформы может привести к потенциальным проблемам:

• Недовольство пользователей
• Снижение срока службы батареи
• Увеличение стоимости обслуживания платформы

Итак, как вы можете измерить энергию?

В этом блоге мы несколько раз объясняли, как измерять энергию только с помощью программного обеспечения, особенно на Android.Но измерения на платформах IoT не так просты: нет встроенного датчика энергии, нет API… Вам нужно будет провести аппаратные измерения.

Электрические объяснения

Чтобы измерить потребление энергии, вам необходимо использовать шунт. Шунт – это резистор, который вы вставляете в свою электронную схему: когда ток проходит через резистор небольшого номинала, создается дифференциальное напряжение. Энергию можно рассчитать по закону Ом: мощность = напряжение x ток .

Есть два способа интеграции этого шунта: сторона высокого и низкого давления.Высокий или низкий зависит от того, куда вы поместите шунт, в зависимости от вашей батареи или мощности внутри. «Высокий» находится между положительной точкой аккумулятора и вашей нагрузкой (платформой), а «Низкий» – между заземлением аккумулятора и землей вашей платформы.

Низкая сторона проще, но имеет некоторые недостатки, особенно платформа с переключаемыми нагрузками, которые создают проблемы с контуром заземления. Как правило, это относится к IoT, с датчиком, контроллером и т. Д. Итак, давайте перейдем к измерениям на стороне высокого уровня.

Быстрое измерение платформы IoT

Arduino предоставляет руководство по измерению энергии с помощью коммутационной платы INA219 с точностью 1%.

Подключение действительно просто, если вы используете макетную плату и следуете руководству Adafruit.

Чтобы проверить установку, вы можете запустить пример. Вы получите четыре информации:

• Напряжение шины: это полное напряжение, наблюдаемое тестируемой схемой. (Напряжение питания – напряжение шунта).
• Shunt Voltage: напряжение шунта!
• Ток: ток, полученный с помощью закона Ома и измерения напряжения
• Напряжение нагрузки: общее напряжение

Измерение объекта IoT

Теперь мы можем интегрировать платформу IoT, для этого мы выбрали Raspberry.Довольно потрясающе измерить Raspberry с помощью Arduino!
Первая трудность – вставить шунт между положительной точкой питания батареи и Vin. Первый вариант: вы интегрируете его прямо на плату Raspberry, разрезая схему. Мы выбрали менее навязчивый вариант, интегрировав его в кабель питания. Raspberry питается от USB, и нам нужно поставить шунт между V + компьютера и V + Raspberry:

В реальной жизни это дает:

Теперь вам нужно запустить пример кода и получить ток платформы. и напряжение!
Для Raspberry без конфигурации (без ОС, без карты) я получил в среднем 230 мВт.

Тогда вам нужно только приступить к мероприятиям по проекту! В качестве примера вот как я провел измерение метеостанции Arduino.

Digital Sobriety Expert
Автор книг «Зеленые паттерны», «Зеленые ИТ – выработка энергии для информационных систем»,…
Спикер (VOXXED, Люксембург, EGG, Берлин, ICT4S, Стокгольм,…)
Основатель лаборатории Green Code Lab , национальная ассоциация программного обеспечения ecodesign

Энергопотребление для платы Intel® Edison для Arduino *

Чтобы получить данные о потребляемой мощности, мы измерили величину тока, потребляемого платой Intel® Edison для Arduino *.Собранные данные показывают диапазон энергопотребления от низкого до высокого.

В тестах использовались две разные конфигурации – Wi-Fi отключен и Wi-Fi включен. Напряжение, используемое для испытаний, составляло от 7 до 15 В.

Комплект Intel® Edison для Arduino * (Wi-Fi отключен)

Среднее энергопотребление платы с отключенным Wi-Fi составляет около 0,5 Вт.

Комплект Intel® Edison для Arduino * (Wi-Fi включен)

Среднее потребление платы с включенным Wi-Fi составляет около .6 Вт.

Напряжение [В]	Ток [A]	Мощность [Вт]
7	0.08	0,56
8	0,071	0,568
9	0,064	0,576
10	0,059	0,59
11	0,071
12	0,05	0,6
13	0,048	0,624
14	0. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт