Παρακολούθηση θερμοκρασίας Arduino χαμηλής ισχύος: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Σε αυτό το Instructable κατασκευάζουμε ακόμη μια άλλη οθόνη θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα θερμοκρασίας DS18B20. Αλλά αυτό το έργο είναι διαφορετικό. Μπορεί να αντέξει στις μπαταρίες για σχεδόν 1,5 χρόνο! Ναί! Χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη χαμηλής κατανάλωσης Arduino, μπορούμε να έχουμε αυτό το έργο σε λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Συνεχίστε να διαβάζετε για να μάθετε περισσότερα!

Βήμα 1: Αποκτήστε τα ανταλλακτικά

Τα μέρη που απαιτούνται για την κατασκευή αυτού του έργου είναι τα εξής:

ATMEGA328P ▶

Nokia 5110 LCD ▶

DS18B20 ▶

Φωτοαντιστάτης ▶

Πυκνωτές ▶

Κρύσταλλο 16MHz ▶

Αντιστάσεις ▶

Πολύμετρο Mastech 8268 ▶

Το συνολικό κόστος του έργου τη στιγμή που γράφω αυτό το Instructable είναι μικρότερο από 10 $

Βήμα 2: Συνδέστε όλα τα μέρη

Τώρα που έχετε όλα τα μέρη, ας τα συνδέσουμε όλα σύμφωνα με το σχηματικό διάγραμμα.

Το κλειδί για τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας αυτού του έργου είναι η χρήση ενός γυμνού τσιπ ATMEGA αντί ενός πίνακα Arduino. Δεδομένου ότι οι πλακέτες Arduino χρησιμοποιούν ρυθμιστή τάσης για να λειτουργούν με πολλά διαφορετικά επίπεδα τάσης, χρειάζονται περισσότερη ισχύ. Δεν χρειαζόμαστε αυτόν τον ρυθμιστή αφού τροφοδοτούμε το έργο μας από μπαταρίες 3AA!

Σε αυτό το έργο χρησιμοποιώ την οθόνη Nokia 5110 LCD, η οποία είναι μια εξαιρετική οθόνη και χρειάζεται μόνο 0,2mA ρεύματος όταν ο οπίσθιος φωτισμός είναι σβηστός. ΕΝΤΥΠΩΣΙΑΚΟ!

Χρησιμοποιούμε επίσης μια φωτοαντίσταση για να ανιχνεύσουμε το φως. Έτσι, αν είναι νύχτα απενεργοποιούμε την οθόνη LCD για να εξοικονομήσουμε ενέργεια.

Ένα άλλο μικρό μυστικό είναι η βιβλιοθήκη LowPower. Όταν δεν μετράμε τη θερμοκρασία, βάζουμε το Arduino να κοιμηθεί χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη LowPower. Όταν ένα γυμνό τσιπ ATMEGA κοιμάται απαιτεί μόνο 0,06mA ρεύματος! Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να έχετε ένα τσιπ ATMEGA να κοιμάται για πάνω από 4 χρόνια με 3 μπαταρίες ΑΑ!

Έτσι, με έναν έξυπνο σχεδιασμό λογισμικού επιτυγχάνουμε μια καλή διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Το τσιπ ATMEGA χρειάζεται περίπου 10mA ρεύμα όταν είναι ξύπνιο. Έτσι, ο στόχος μας είναι να κοιμάται τις περισσότερες φορές. Για το λόγο αυτό, το ξυπνάμε μόνο όταν χρειάζεται να μετρήσουμε τη θερμοκρασία, κάθε δύο λεπτά. Όταν ξυπνάμε το τσιπ ATMEGA, κάνουμε τα πάντα το συντομότερο δυνατό και πηγαίνουμε αμέσως για ύπνο ξανά.

Ο Αλγόριθμος

Το έργο ξυπνά κάθε δύο λεπτά. Το πρώτο πράγμα που κάνει είναι να ενεργοποιήσει τη φωτοαντίσταση γράφοντας HIGH στο ψηφιακό pin 6. Διαβάζει την τιμή από τη φωτοαντίσταση και καθορίζει αν είναι μέρα ή νύχτα. Στη συνέχεια γράφει LOW στην ψηφιακή ακίδα 6 για να απενεργοποιήσετε τη φωτοαντίσταση και να διατηρήσετε τον πόρο. Αν είναι βράδυ απενεργοποιούμε την οθόνη LCD εάν είναι ενεργοποιημένη και πηγαίνουμε αμέσως για ύπνο για δύο λεπτά χωρίς να διαβάσουμε τη θερμοκρασία. Δεν χρειάζεται να το κάνετε αυτό, αφού η οθόνη είναι απενεργοποιημένη. Με αυτόν τον τρόπο εξοικονομούμε ακόμη περισσότερη ισχύ. Εάν υπάρχει αρκετό φως, ενεργοποιούμε την οθόνη LCD εάν ήταν απενεργοποιημένη, διαβάζουμε τη θερμοκρασία, την εμφανίζουμε στην οθόνη και κοιμόμαστε για δύο λεπτά. Αυτός ο κύκλος συνεχίζεται για πάντα.

Βήμα 3: Μετρήσεις

Όπως μπορείτε να δείτε από τις εικόνες, όταν το έργο κοιμάται και η οθόνη είναι ON, χρειάζεται 0,26mA ρεύματος που είναι πολύ χαμηλό αν λάβετε υπόψη το γεγονός ότι έχουμε οθόνη!

Όταν το έργο μετρά τη θερμοκρασία και ενημερώνει, η οθόνη χρειάζεται περίπου 11,5mA

Τέλος, όταν είναι σκοτεινό και το ldr έχει απενεργοποιήσει την οθόνη Nokia 5110 LCD, χρειαζόμαστε μόνο 0,07mA που είναι υπέροχο!

Διάρκεια ζωής της μπαταρίας

Για να υπολογίσω τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του έργου, δημιούργησα ένα απλό αρχείο Excel. Μπήκα στις μετρήσεις από το πολύμετρο και όπως βλέπετε παίρνουμε διάρκεια ζωής μπαταρίας άνω των 500 ημερών αν μετράμε την θερμοκρασία κάθε 2 λεπτά! Αυτό συμβαίνει με τη χρήση μπαταριών 3AA χωρητικότητας 2.500mA. Φυσικά αν χρησιμοποιείτε καλύτερες μπαταρίες όπως μια μπαταρία Li-Ion 3.400 mAh, μπορείτε να έχετε το έργο σας σε λειτουργία για περισσότερα από 2 χρόνια!

Μπορείτε να κατεβάσετε το αρχείο Excel από αυτόν τον σύνδεσμο.

Βήμα 4: Ο Κώδικας του Έργου

Ο κώδικας του έργου είναι πολύ απλός. Χρησιμοποιούμε μερικές βιβλιοθήκες σε αυτό το κομμάτι κώδικα. Οι βιβλιοθήκες που χρησιμοποιούμε είναι οι εξής:

• Βιβλιοθήκη χαμηλής ισχύος:
• Βιβλιοθήκη αισθητήρων θερμοκρασίας DS18B20:
• Η βιβλιοθήκη LCD Nokia 5110:

Ο κώδικας του έργου αποτελείται από δύο αρχεία. Στο πρώτο αρχείο υπάρχει ο κώδικας που τρέχει στο Arduino. Το επόμενο αρχείο περιέχει μερικά δυαδικά δεδομένα για τα εικονίδια που εμφανίζει το κύριο πρόγραμμα. Πρέπει να βάλετε και τα δύο αρχεία στο φάκελο του έργου για να κωδικοποιήσετε σωστά τη μεταγλώττιση.

Ο κώδικας είναι πολύ απλός. Μπορείτε να το βρείτε παρακάτω. Όλη η μαγεία συμβαίνει στη λειτουργία sleepForTwoMinutes. Σε αυτή τη λειτουργία βάζουμε τον Arduino σε βαθύ ύπνο. Το πρόβλημα είναι η χρήση του χρονοδιακόπτη του φύλακα, το μέγιστο χρονικό διάστημα που μπορούμε να θέσουμε σε λειτουργία το Arduino είναι 8 δευτερόλεπτα. Έτσι, το εισάγουμε σε ένα βρόχο για 15 φορές και παίρνουμε το διάστημα δύο λεπτών που θέλουμε

Ελπίζω να σας άρεσε αυτό το έργο. Τα λέμε σύντομα!