Màn hình nhiệt độ Arduino công suất thấp: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Trong Có thể hướng dẫn này, chúng tôi xây dựng một màn hình nhiệt độ khác sử dụng cảm biến nhiệt độ DS18B20. Nhưng dự án này thì khác. Nó có thể sử dụng pin trong gần 1,5 năm! Đúng! Sử dụng thư viện công suất thấp Arduino, chúng ta có thể có dự án này chạy trong một thời gian dài. Tiếp tục đọc để tìm hiểu thêm!

Bước 1: Nhận các bộ phận

Các phần cần thiết để xây dựng dự án này là:

ATMEGA328P ▶

Nokia 5110 LCD ▶

DS18B20 ▶

Điện trở quang ▶

Tụ điện ▶ https://educ8s.tv/part/Ceramic Tụ điện

Tinh thể 16MHz ▶

Điện trở ▶

Đồng hồ vạn năng Mastech 8268 ▶

Tổng chi phí của dự án tại thời điểm tôi viết Bài hướng dẫn này là dưới 10 đô la

Bước 2: Kết nối tất cả các bộ phận

Bây giờ bạn đã có tất cả các bộ phận, hãy kết nối tất cả chúng lại với nhau theo sơ đồ.

Chìa khóa cho mức tiêu thụ điện năng thấp của dự án này là việc sử dụng chip ATMEGA trần thay vì Bo mạch Arduino. Vì bo mạch Arduino sử dụng bộ điều chỉnh điện áp để hoạt động với nhiều mức điện áp khác nhau nên chúng cần nhiều năng lượng hơn. Chúng tôi không cần bộ điều chỉnh này vì chúng tôi đang cung cấp năng lượng cho dự án của mình từ pin 3AA!

Trong dự án này, tôi đang sử dụng màn hình LCD Nokia 5110, đây là một màn hình tuyệt vời và nó chỉ cần dòng điện 0,2mA khi đèn nền tắt. Ấn tượng!

Chúng tôi cũng sử dụng một điện trở quang để phát hiện ánh sáng. Vì vậy, nếu trời vào ban đêm, chúng tôi tắt màn hình LCD để tiết kiệm năng lượng.

Một bí mật nhỏ khác là thư viện LowPower. Khi chúng tôi không đo nhiệt độ, chúng tôi đặt Arduino ở chế độ ngủ bằng thư viện LowPower. Khi một chip ATMEGA trần đang ngủ, nó chỉ yêu cầu dòng điện 0,06mA! Điều đó có nghĩa là bạn có thể sử dụng chip ATMEGA trong hơn 4 năm trên 3 pin AA!

Vì vậy, với một thiết kế phần mềm thông minh, chúng tôi đạt được thời lượng pin tốt. Chip ATMEGA cần dòng điện khoảng 10mA khi nó hoạt động. Vì vậy, mục tiêu của chúng tôi là để nó ngủ trong hầu hết thời gian. Vì lý do đó, chúng tôi chỉ đánh thức nó khi cần đo nhiệt độ, cứ hai phút một lần. Khi đánh thức chip ATMEGA, chúng tôi làm mọi thứ nhanh nhất có thể và ngay lập tức đi ngủ lại.

Thuật toán

Dự án sẽ thức dậy sau mỗi hai phút. Điều đầu tiên nó làm là kích hoạt điện trở quang bằng cách ghi HIGH vào chân số 6. Nó đọc giá trị từ điện trở quang và nó xác định nếu đó là ngày hay đêm. Sau đó, nó ghi LOW vào chân kỹ thuật số 6 để vô hiệu hóa điện trở quang và bảo tồn porer. Nếu là ban đêm, chúng tôi tắt màn hình LCD nếu nó đang BẬT và chúng tôi đi ngủ ngay lập tức trong hai phút mà không cần đọc nhiệt độ. Không cần thiết phải làm như vậy, vì màn hình đã tắt. Bằng cách này, chúng tôi tiết kiệm được nhiều năng lượng hơn nữa. Nếu có đủ ánh sáng, chúng tôi bật màn hình LCD nếu nó bị tắt, chúng tôi đọc nhiệt độ, chúng tôi hiển thị nó trên màn hình và chúng tôi đi ngủ trong hai phút. Vòng lặp đó tiếp tục mãi mãi.

Bước 3: Phép đo

Như bạn có thể thấy từ hình ảnh, khi dự án đang ngủ và màn hình BẬT, nó cần dòng điện 0,26mA, rất thấp nếu bạn xem xét thực tế là chúng ta có màn hình!

Khi dự án đo nhiệt độ và cập nhật màn hình cần khoảng 11,5mA

Cuối cùng, khi trời tối và ldr đã tắt màn hình LCD Nokia 5110, chúng tôi chỉ cần 0,07mA, điều này thật tuyệt!

Tuổi thọ pin

Để tính toán thời lượng pin của dự án, tôi đã tạo một tệp Excel đơn giản. Tôi đã nhập các phép đo từ đồng hồ vạn năng và như bạn có thể thấy, chúng tôi có tuổi thọ pin hơn 500 ngày nếu chúng tôi đo nhiệt độ cứ sau 2 phút! Đó là với việc sử dụng pin 3AA có dung lượng 2.500mA. Tất nhiên nếu bạn sử dụng pin tốt hơn như pin Li-Ion 3.400 mAh, bạn có thể có dự án của mình hoạt động trong hơn 2 năm!

Bạn có thể tải xuống tệp Excel từ liên kết này.

Bước 4: Mã của dự án

Mã của dự án rất đơn giản. Chúng tôi sử dụng một số thư viện trong đoạn mã này. Các thư viện chúng tôi sử dụng như sau:

• Thư viện nguồn điện thấp:
• Thư viện cảm biến nhiệt độ DS18B20:
• Thư viện Nokia 5110 LCD:

Mã dự án bao gồm hai tệp. Trong tệp đầu tiên có mã chạy trên Arduino. Tệp tiếp theo chứa một số dữ liệu nhị phân cho các biểu tượng mà chương trình chính hiển thị. Bạn cần đặt cả hai tệp vào thư mục dự án để mã biên dịch chính xác.

Mã rất đơn giản. Bạn có thể tìm thấy nó bên dưới. Tất cả điều kỳ diệu xảy ra ở hàm sleepForTwoMinutes. Tại chức năng này, chúng tôi đưa Arduino vào trạng thái ngủ sâu. Vấn đề là sử dụng bộ đếm thời gian của cơ quan giám sát, khoảng thời gian tối đa mà chúng ta có thể đưa Arduino vào chế độ ngủ là 8 giây. Vì vậy, chúng tôi chèn điều đó trong một vòng lặp 15 lần và chúng tôi nhận được khoảng thời gian hai phút mà chúng tôi muốn

Tôi hy vọng bạn thích dự án này. Hẹn sớm gặp lại!