Índice:
- Etapa 1: Obtenha as peças
- Etapa 2: conectar todas as peças
- Etapa 3: Medições
- Etapa 4: O Código do Projeto
Vídeo: Monitor de temperatura Arduino de baixa potência: 4 etapas
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39
Neste Instructable, construímos mais um monitor de temperatura usando um sensor de temperatura DS18B20. Mas esse projeto é diferente. Pode durar quase 1,5 anos com baterias! Sim! Usando a biblioteca de baixo consumo do Arduino, podemos ter este projeto rodando por um longo tempo. Continue lendo para saber mais!
Etapa 1: Obtenha as peças
As peças necessárias para construir este projeto são estas:
ATMEGA328P ▶
Nokia 5110 LCD ▶
DS18B20 ▶
Fotoresistor ▶
Capacitores ▶
Cristal de 16 MHz ▶
Resistores ▶
Multímetro Mastech 8268 ▶
O custo total do projeto no momento em que escrevo este Instructable é inferior a 10 $
Etapa 2: conectar todas as peças
Agora que você tem todas as partes, vamos conectá-las todas de acordo com o diagrama esquemático.
A chave para o baixo consumo de energia deste projeto é o uso de um chip ATMEGA em vez de uma placa Arduino. Como as placas Arduino usam um regulador de tensão para funcionar com muitos níveis de tensão diferentes, elas precisam de mais energia. Não precisamos desse regulador, pois estamos alimentando nosso projeto com baterias 3AA!
Neste projeto estou usando o display LCD do Nokia 5110, que é um ótimo display e precisa de apenas 0,2mA de corrente quando a luz de fundo está desligada. Impressionante!
Também usamos um fotorresistor para detectar a luz. Portanto, se for noite, desabilitamos o display LCD para economizar energia.
Outro pequeno segredo é a biblioteca LowPower. Quando não estamos medindo a temperatura, colocamos o Arduino para dormir usando a biblioteca LowPower. Quando um chip ATMEGA vazio está em repouso, ele requer apenas 0,06 mA de corrente! Isso significa que você pode ter um chip ATMEGA dormindo por mais de 4 anos com 3 baterias AA!
Assim, com um design de software inteligente, alcançamos uma boa duração da bateria. O chip ATMEGA precisa de cerca de 10mA de corrente quando está ativo. Portanto, nosso objetivo é que ele durma a maior parte do tempo. Por isso, só o acordamos quando precisamos medir a temperatura, a cada dois minutos. Quando despertamos o chip ATMEGA, fazemos tudo o mais rápido possível e imediatamente voltamos a dormir.
O Algoritmo
O projeto acorda a cada dois minutos. A primeira coisa que ele faz é habilitar o fotorresistor escrevendo HIGH no pino digital 6. Ele lê o valor do fotorresistor e determina se é dia ou noite. Em seguida, ele grava LOW no pino digital 6 para desativar o fotorresistor e conservar o porer. Se for noite desabilitamos o display LCD se estiver LIGADO e vamos dormir imediatamente por dois minutos sem ler a temperatura. Não há necessidade de o fazer, uma vez que o ecrã está desligado. Assim, conservamos ainda mais energia. Se houver luz suficiente, habilitamos o display LCD se estiver desabilitado, lemos a temperatura, exibimos na tela e vamos dormir por dois minutos. Esse ciclo continua para sempre.
Etapa 3: Medições
Como você pode ver nas fotos, quando o projeto está em hibernação e o display está LIGADO, ele precisa de 0,26mA de corrente, o que é muito baixo se você considerar o fato de que temos um display!
Quando o projeto mede a temperatura e atualiza o display precisa em torno de 11,5mA
Por último, quando está escuro e o ldr desativou o display LCD do Nokia 5110, precisamos apenas de 0,07mA, o que é ótimo!
Vida da bateria
Para calcular a vida útil da bateria do projeto, criei um arquivo Excel simples. Entrei nas medições do multímetro e como podem ver obtemos uma vida útil da bateria de mais de 500 dias se medirmos a temperatura a cada 2 minutos! Isso com o uso de baterias 3AA com capacidade de 2.500mAs. Claro, se você usar baterias melhores, como uma bateria de íon de lítio de 3.400 mAh, você pode ter seu projeto instalado e funcionando por mais de 2 anos!
Você pode baixar o arquivo do Excel neste link.
Etapa 4: O Código do Projeto
O código do projeto é muito simples. Usamos algumas bibliotecas neste pedaço de código. As bibliotecas que usamos são as seguintes:
- Biblioteca de baixo consumo de energia:
- Biblioteca do sensor de temperatura DS18B20:
- A biblioteca LCD do Nokia 5110:
O código do projeto consiste em dois arquivos. No primeiro arquivo está o código que roda no Arduino. O próximo arquivo contém alguns dados binários para os ícones que o programa principal exibe. Você precisa colocar os dois arquivos na pasta do projeto para que o código seja compilado corretamente.
O código é muito simples. Você pode encontrar abaixo. Toda a mágica acontece na função sleepForTwoMinutes. Nesta função, colocamos o Arduino em sono profundo. O problema é usar o temporizador de watchdog, a quantidade máxima de tempo que podemos colocar o Arduino para hibernar é de 8 segundos. Então, inserimos isso em um loop por 15 vezes e obtemos o intervalo de dois minutos que queremos
Espero que você tenha gostado deste projeto. Vejo você em breve!
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