Quais são (ou como eu uso) as opções de economia de energia do Arduino para prolongar a vida da bateria?

Para projetos solares e alimentados por bateria, é necessário diminuir o consumo de energia.

Sei um pouco sobre o uso de um timer e uma interrupção para colocar o microcontrolador em suspensão quando ele não está fazendo nada.

Também li que você pode desativar alguns periféricos para economizar ainda mais energia.

Aqui está uma página que explica: Técnicas de economia de energia

Minha pergunta:

• Que outras técnicas existem para economizar energia?
• Existem bibliotecas que facilitam o uso desses recursos do AVR?

Nota: Eu queria ressaltar que, mesmo que minha resposta tenha sido aceita, o leitor (você) deve realmente ler a resposta de Anindo primeiro se realmente deseja economizar energia com qualquer placa Arduino. Depois de abordar esses itens em seu design, você deve ler minha resposta e se preocupar em como configurar o MCU no modo de baixa energia.

Dito isto, existem várias técnicas para fazer um Arduino economizar energia. Vou listar alguns e depois apontar para uma página que os explique com mais detalhes.

1. Enquanto o controlador não está fazendo nada importante (entre uma leitura de um sensor e no próximo, por exemplo), você pode colocar o controlador em um dos modos de suspensão abaixo, com o comando set_sleep_mode (SLEEP_MODE_PWR_DOWN). Ao lado de cada modo está o consumo aproximado de energia de cada modo.

   • SLEEP_MODE_IDLE: 15 mA
   • SLEEP_MODE_ADC: 6,5 mA
   • SLEEP_MODE_PWR_SAVE: 1,62 mA
   • SLEEP_MODE_EXT_STANDBY: 1,62 mA
   • SLEEP_MODE_STANDBY: 0,84 mA
   • SLEEP_MODE_PWR_DOWN: 0,36 mA

2. Desative a detecção de queda de energia (o circuito que desliga o controlador quando baixa tensão é detectada).

3. Desativar ADC (conversão de analógico para digita)

4. Use o relógio interno

Em seguida, quando você colocar o controlador em suspensão, precisará usar um ou mais mecanismos abaixo para ativar o controlador e fazer algo com ele:

• Acorde com um sinal

• Acorde com um temporizador

Este é um resumo que fiz de -

• Artigo de Nick Gammon: Técnicas de economia de energia para microprocessadores .

Esse artigo se aplica principalmente ao ATmega328P, mas a técnica também se aplica a outros controladores compatíveis com Arduino. Como o TheDoctor disse bem, você precisará verificar o datashet para garantir que seu controlador suporte alguma dessas técnicas e como fazê-lo com mais precisão.

Realisticamente, o maior desperdício de energia em uma placa Arduino é o regulador de tensão linear nela.

1. Desde que o microcontrolador na placa, os LEDs ou qualquer outro periférico consumam corrente, o regulador linear gasta energia igual a difference between supply and board voltagex current drawn.

   Portanto, uma primeira correção seria desconectar o LED indicador de energia na placa e não usar nenhum dos outros LEDs o máximo possível. Segundo, forneça à placa a menor tensão possível, suficiente para alimentar o regulador de bordo.

2. Nos projetos originais, os reguladores de tensão utilizados não possuem baixa corrente quieta. Isso significa que, mesmo sem nada consumindo energia, o próprio regulador gasta bastante energia o tempo todo.

   Uma solução fácil é substituir o regulador de bordo por um LDO (regulador linear de baixo abandono) classificado para uma corrente quieta extremamente baixa. Pesquisas paramétricas em vários sites de fornecedores renderão prováveis ​​substitutos.

3. Mesmo com as etapas acima, a placa Arduino não fornece um mecanismo para configurar o LDO no modo de baixa energia, se o LDO escolhido suportar isso. Projetos com economia de energia geralmente usam um pino "modo de suspensão" nos reguladores de tensão para economizar um pouco de energia - não é uma opção aqui.

Mesmo com todos os modos e truques possíveis de economia de energia aplicados no nível do microcontrolador, o Arduino simplesmente não foi projetado para ser um dispositivo de ultra baixa potência pronto para uso. Tendo experimentado várias aplicações não triviais, descobri que o melhor que é realisticamente possível é de cerca de 10% a 30% de economia de energia, dependendo da aplicação, uma vez que o regulador de tensão e os LEDs consumirão o restante de qualquer maneira.

Você pode ler a folha de dados de 200 páginas e depois mexer com alguns turnos e registros de bits confusos, mas eu recomendo esta biblioteca: http://playground.arduino.cc/Code/Enerlib

Além disso, se você estiver usando um Uno ou qualquer um com um chip USB-para-serial, poderá desativá-lo ou removê-lo.

Quando seu projeto estiver funcionando e você precisar implantar no ambiente de "produção", poderá optar por substituir o Arduino por um meta ATMega328 simples ou qualquer um dos chips da família ATTiny. Isso eliminará todos os consumidores de energia que você não precisa na placa Arduino. Eu encontrei:

• Placa Arduino de bateria de bloco de 9V - 56 mA
• ATTiny85 nu em 8 MHz sem modos de suspensão, etc. - 10 mA
• ATTiny85 nu em 8 MHz no modo de suspensão - 0,03 mA

Mais algumas informações

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