Monitor de temperatura Arduino de baixa potència: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

En aquest Instructable construïm un altre monitor de temperatura mitjançant un sensor de temperatura DS18B20. Però aquest projecte és diferent. Pot durar gairebé 1,5 anys a les bateries. Sí! Mitjançant la biblioteca Arduino de baix consum, podem fer funcionar aquest projecte durant molt de temps. Seguiu llegint per obtenir més informació.

Pas 1: Obteniu les peces

Les parts necessàries per construir aquest projecte són les següents:

ATMEGA328P ▶

Nokia 5110 LCD ▶

DS18B20 ▶

Fotoresistor ▶

Condensadors ▶

Cristall de 16 MHz ▶

Resistors ▶

Multímetre Mastech 8268 ▶

El cost total del projecte en el moment que escric aquest instructable és inferior a 10 $

Pas 2: connecteu totes les parts

Ara que teniu totes les parts, connectem-les totes segons el diagrama esquemàtic.

La clau del baix consum d’energia d’aquest projecte és l’ús d’un xip ATMEGA nu en lloc d’una placa Arduino. Com que les plaques Arduino utilitzen un regulador de voltatge per treballar amb molts nivells de voltatge diferents, necessiten més energia. No necessitem aquest regulador, ja que alimentem el nostre projecte amb bateries 3AA.

En aquest projecte estic fent servir la pantalla LCD Nokia 5110, que és una pantalla fantàstica i només necessita 0,2 mA de corrent quan la llum de fons està apagada. Impressionant!

També fem servir una fotoresistència per detectar la llum. Per tant, si és de nit, desactivem la pantalla LCD per estalviar energia.

Un altre petit secret és la biblioteca LowPower. Quan no mesurem la temperatura, dormim Arduino mitjançant la biblioteca LowPower. Quan un xip ATMEGA nua dorm, només requereix 0,06 mA de corrent. Això vol dir que podeu tenir un xip ATMEGA dormint durant més de 4 anys amb 3 bateries AA.

Així, amb un disseny intel·ligent de programari aconseguim una bona durada de la bateria. El xip ATMEGA necessita al voltant de 10 mA de corrent quan està despert. Per tant, el nostre objectiu és que dormi la major part del temps. Per aquest motiu, només el despertem quan necessitem mesurar la temperatura, cada dos minuts. Quan activem el xip ATMEGA, ho fem tot el més ràpidament possible i tornem a dormir immediatament.

L’algorisme

El projecte es desperta cada dos minuts. El primer que fa és habilitar el fotoresistor escrivint HIGH al pin digital 6. Llegeix el valor del fotoresistor i determina si és de dia o de nit. A continuació, escriu BAIX al pin digital 6 per desactivar el fotoresistor i conservar el porer. Si és de nit, desactivem la pantalla LCD si està engegada i anem a dormir immediatament durant dos minuts sense llegir la temperatura. No cal fer-ho, ja que la pantalla està apagada. D’aquesta manera conservem encara més energia. Si hi ha prou llum, activem la pantalla LCD si està desactivada, llegim la temperatura, la visualitzem a la pantalla i anem a dormir dos minuts. Aquest bucle continua per sempre.

Pas 3: Mesures

Com podeu veure a les imatges, quan el projecte està en repòs i la pantalla està ENCENDIDA, necessita 0,26 mA de corrent, que és molt baix si es té en compte que tenim una pantalla.

Quan el projecte mesura la temperatura i s’actualitza, la pantalla necessita uns 11,5 mA

Finalment, quan és fosc i l'LDR ha desactivat la pantalla LCD del Nokia 5110, només necessitem 0,07 mA, cosa fantàstica.

Vida de la bateria

Per tal de calcular la durada de la bateria del projecte, vaig crear un simple fitxer Excel. He introduït les mesures des del multímetre i, com podeu veure, obtenim una durada de la bateria superior a 500 dies si mesurem la temperatura cada 2 minuts. Això passa amb l’ús de bateries 3AA d’una capacitat de 2.500 mAs. Per descomptat, si utilitzeu bateries millors com una bateria de Li-Ion de 3.400 mAh, podeu tenir el vostre projecte en funcionament durant més de 2 anys.

Podeu descarregar el fitxer Excel des d’aquest enllaç.

Pas 4: el codi del projecte

El codi del projecte és molt senzill. Utilitzem algunes biblioteques en aquest fragment de codi. Les biblioteques que fem servir són les següents:

• Biblioteca de baix consum:
• Biblioteca del sensor de temperatura DS18B20:
• La biblioteca LCD del Nokia 5110:

El codi del projecte consta de dos fitxers. Al primer fitxer hi ha el codi que s’executa a Arduino. El següent fitxer conté algunes dades binàries per a les icones que mostra el programa principal. Heu de posar els dos fitxers a la carpeta del projecte per tal de codificar-los per compilar-los correctament.

El codi és molt senzill. El podeu trobar a continuació. Tota la màgia passa amb la funció sleepForTwoMinutes. En aquesta funció, Arduino dormim profundament. El problema és que s’utilitza el temporitzador del gos de vigilància; la quantitat màxima de temps que podem dur a dormir a Arduino és de 8 segons. Per tant, l’inserim en un bucle 15 vegades i obtindrem l’interval de dos minuts que volem

Espero que us hagi agradat aquest projecte. Fins aviat!