Намаляване на консумацията на енергия от батерията за Digispark ATtiny85: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

или: Управление на Arduino с монетна клетка 2032 за 2 години.

Използвайки вашия Digispark Arduino Board извън кутията с програма Arduino, той извлича 20 mA при 5 волта.

С 5 -волтова захранваща банка от 2000 mAh тя ще работи само за 4 дни.

Стъпка 1: Намаляване на захранващото напрежение чрез използване на LiPo батерия

Използването на LiPo батерия с 3,7 волта като захранване вашата Digispark платка изразходва само 13 mA.

С батерия от 2000 mAh ще работи 6 дни.

Стъпка 2: Намалете часовника на процесора

Ако не използвате USB връзка, тежка математика или бързо анкетиране в програмата си, намалете тактовата честота. Напр. IRMP библиотеката за тежко анкетиране IRMP работи добре на 8 MHz.

При 1 MHz вашият Digispark извлича 6 mA. С батерия от 2000 mAh ще работи 14 дни.

Стъпка 3: Премахнете вградения светодиод за захранване и регулатора на захранването

Деактивирайте светодиода за захранване, като счупите медната жица, която свързва захранващия светодиод с диода с нож или премахнете / деактивирайте резистора 102.

Тъй като сега използвате LiPo батерия, можете също да премахнете интегралната схема на регулатора на захранването. Първо повдигнете външните щифтове с помощта на поялник и щифт. След това запоявайте големия конектор и отстранете регулатора. За малки регулатори използвайте много спойка и загрейте всичките 3 щифта заедно, след което я извадете.

При 1 MHz и 3,8 волта вашият Digispark сега извлича 4,3 mA. С батерия от 2000 mAh ще работи 19 дни.

Стъпка 4: Изключване на USB D-Pullup резистор (маркиран 152) от 5 волта (VCC) и го свържете към USB V+

Тази модификация е съвместима с всички версии 1.x на микроядрения буутлоудър. Ако вече имате нов 2.x буутлоудър на дъската си, трябва да надстроите до една версия 2.5 с „activePullup“в името му. Най -лесният начин да направите това е да инсталирате новия пакет на digispark борда и да запишете буутлоудъра с препоръчителната (!!! не по подразбиране или агресивна !!!) версия.

Счупете медния проводник отстрани на резистора, който сочи към ATtiny. Това деактивира USB интерфейса и от своя страна възможността да програмирате платката Digispark чрез USB. За да го активирате отново, но все пак да пестите енергия, свържете резистора (маркиран с 152) директно към USB V+, който е лесно достъпен от външната страна на шокиращия диод. Диодът и правилните му страни могат да бъдат намерени с помощта на тестер за непрекъснатост. Едната страна на този диод е свързана към пин 8 на ATtiny (VCC) и Digispark 5V. Другата страна е свързана към USB V+. Сега USB резисторът се активира само ако платката Digispark е свързана към USB, напр. по време на програмиране.

Последните 2 стъпки също са документирани тук.

При 1 MHz и 3.8 волта вашият Digispark сега извлича 3 mA. С батерия от 2000 mAh той ще работи в продължение на 28 дни.

Стъпка 5: Използвайте Sleep вместо Delay ()

Вместо дълги забавяния можете да използвате енергоспестяващ CPU сън. Сънят може да продължи от 15 милисекунди до 8 секунди на стъпки от 15, 30, 60, 120, 250, 500 милисекунди и 1, 2, 4, 8 секунди.

Тъй като времето за стартиране от режим на заспиване е 65 милисекунди с фабричните настройки на предпазителя digispark, само закъснения, по -големи от 80 ms, могат да бъдат заменени от режим на заспиване.

По време на сън вашият Digispark извлича 27 µA. С клетка с бутон 200 mAh 2032 тя ще спи 10 месеца.

За да бъдем правилни, Digispark трябва да се събужда поне на всеки 8 секунди, да работи поне 65 милисекунди и да изтегля около 2 mA ток. Това води до среден ток от 42 µA и 6 месеца. В този сценарий няма почти никаква разлика, ако вашата програма работи в продължение на 10 милисекунди (на всеки 8 секунди).

Кодът за използване на сън е:

#include #include volatile uint16_t sNumberOfSleeps = 0; външни летливи неподписани дълги millis_timer_millis; void setup () {sleep_enable (); set_sleep_mode (SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // най -дълбок режим на заспиване …} void loop () {… sleepWithWatchdog (WDTO_250MS, вярно); // спи за 250 ms … sleepWithWatchdog (WDTO_2S, вярно); // спи за 2 s…}/ * * aWatchdogPrescaler може да бъде 0 (15 ms) до 3 (120 ms), 4 (250 ms) до 9 (8000 ms) */ uint16_t computeSleepMillis (uint8_t aWatchdogPrescaler) {uint16_t tResultMillis = 8000; for (uint8_t i = 0; i спестява 200 uA // използвайте wdt_enable (), тъй като обработва, че битът WDP3 е в бит 5 на регистъра wdt_enable (aWatchdogPrescaler); WDTCR | = _BV (WDIE) | _BV (WDIF); // Прекъсване на наблюдател активиране + нулиране на флаг за прекъсване -> се нуждае от ISR (WDT_vect) sei (); // Активиране на прекъсвания sleep_cpu (); // Прекъсването на наблюдателя ще ни събуди от сън wdt_disable (); // Тъй като следващото прекъсване иначе водят до нулиране, тъй като wdt_enable () задава WDE / Watchdog System Reset Enable ADCSRA | = ADEN; / * * Тъй като часовникът на таймера може да бъде деактивиран, регулирайте милисекунди само ако не спи в режим IDLE (SM2… 0 бита са 000) * / ако (aAdjustMillis && (MCUCR & ((_BV (SM1) | _BV (SM0))))! = 0) {millis_timer_millis += computeSleepMillis (aWatchdogPrescaler);}} / * * Това прекъсване събужда процесора от режим на заспиване * / ISR (WDT_vect) {sNumberOfSleeps ++;}

Стъпка 6: Променете предпазителите

22 mA от 27 mA се изтеглят от BOD (BrownOutDetection/детекция на понижено напрежение). BOD може да бъде деактивиран само чрез препрограмиране на предпазителите, което може да стане само с ISP програмист. С помощта на този скрипт можете да намалите тока до 5,5 µA и също така да намалите времето за стартиране от режим на заспиване до 4 милисекунди.

5 от останалите 5.5 µA се изтеглят от брояча на активния пазач. Ако можете да използвате външни нулиране за събуждане, текущият консуматор може да слезе до 0,3 µA, както е посочено в листа с данни.

Ако не можете да достигнете тази стойност, причината може да бъде, че обратният ток на диода на Шотки между VCC и издърпването е твърде висок. Имайте предвид, че 12 MOhm резистор също извлича 0,3 µA при 3,7 волта.

Това води до средна консумация на ток от 9 µA (2,5 години с клетка с бутон 200 mAh 2032), ако например обработвайте данни на всеки 8 секунди за 3 милисекунди, както тук.

Стъпка 7: Допълнителна информация

Текущ чертеж на дъска Digispark.

Проектирайте, като използвате тези инструкции.