مانیتور دمای کم مصرف آردوینو: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

در این دستورالعمل ما یک مانیتور دما دیگر با استفاده از سنسور دما DS18B20 می سازیم. اما این پروژه متفاوت است. تقریباً 1.5 سال با باتری دوام می آورد! آره! با استفاده از کتابخانه کم مصرف آردوینو ، می توانیم این پروژه را برای مدت طولانی اجرا کنیم. برای کسب اطلاعات بیشتر به خواندن ادامه دهید!

مرحله 1: قطعات را دریافت کنید

قطعات مورد نیاز برای ساخت این پروژه عبارتند از:

ATMEGA328P ▶

نوکیا 5110 LCD ▶

DS18B20 ▶

Photoresistor ▶

خازن ها ▶

کریستال 16 مگاهرتز ▶

مقاومت ها ▶

مولتی متر Mastech 8268 ▶

هزینه کل پروژه در زمان نوشتن این دستورالعمل کمتر از 10 دلار است

مرحله 2: همه قطعات را وصل کنید

اکنون که همه قسمتها را دارید ، اجازه دهید همه آنها را مطابق نمودار شماتیک به هم متصل کنیم.

کلید مصرف کم انرژی این پروژه استفاده از تراشه برهنه ATMEGA به جای برد آردوینو است. از آنجایی که بردهای آردوینو به منظور کار با سطوح مختلف ولتاژ از تنظیم کننده ولتاژ استفاده می کنند ، به قدرت بیشتری نیاز دارند. ما نیازی به این تنظیم کننده نداریم زیرا ما پروژه خود را از باتری های 3AA تامین می کنیم!

در این پروژه من از صفحه نمایش LCD 5110 نوکیا استفاده می کنم که یک صفحه نمایش عالی است و در صورت خاموش بودن نور پس زمینه تنها به 0.2 میلی آمپر جریان نیاز دارد. چشمگیر!

ما همچنین از یک مقاومت نوری برای تشخیص نور استفاده می کنیم. بنابراین ، اگر شب است ، صفحه LCD را به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی غیرفعال می کنیم.

راز کوچک دیگر کتابخانه LowPower است. وقتی دما را اندازه گیری نمی کنیم ، آردوینو را با استفاده از کتابخانه LowPower به خواب می بریم. هنگامی که یک تراشه ATMEGA برهنه در خواب است تنها به 0.06 میلی آمپر جریان نیاز دارد! این بدان معناست که می توانید یک تراشه ATMEGA را با 3 باتری AA بیش از 4 سال بخوابانید!

بنابراین با طراحی نرم افزاری هوشمندانه به عمر باتری خوبی می رسیم. تراشه ATMEGA وقتی بیدار است به حدود 10 میلی آمپر جریان نیاز دارد. بنابراین ، هدف ما این است که بیشتر اوقات بخوابیم. به همین دلیل ، ما آن را تنها زمانی بیدار می کنیم که نیاز به اندازه گیری دما داشته باشیم ، هر دو دقیقه. وقتی تراشه ATMEGA را بیدار می کنیم ، همه کارها را در اسرع وقت انجام می دهیم و بلافاصله دوباره به خواب می رویم.

الگوریتم

پروژه هر دو دقیقه بیدار می شود. اولین کاری که می کند این است که مقاومت نوری را با نوشتن HIGH به پین دیجیتال 6 فعال می کند. مقدار مقاومت نوری را می خواند و روز یا شب بودن آن را تعیین می کند. سپس به پین دیجیتال 6 LOW می نویسد تا مقاومت در برابر عکس را غیرفعال کرده و منافذ را حفظ کند. اگر شب است ، صفحه LCD را در صورت روشن بودن غیرفعال می کنیم و بلافاصله دو دقیقه بدون خواندن دما به خواب می رویم. نیازی به این کار نیست ، زیرا صفحه نمایش خاموش است. به این ترتیب ما حتی قدرت بیشتری را نیز حفظ می کنیم. در صورت وجود نور کافی ، صفحه LCD را در صورت غیرفعال بودن فعال می کنیم ، دما را می خوانیم ، روی صفحه نمایش می دهیم و دو دقیقه به خواب می رویم. آن حلقه برای همیشه ادامه دارد.

مرحله 3: اندازه گیری

همانطور که از تصاویر مشاهده می کنید ، هنگامی که پروژه در حال خواب است و صفحه نمایش روشن است ، به 0.26 میلی آمپر جریان نیاز دارد که اگر این واقعیت را در نظر بگیرید که ما یک صفحه نمایش داریم ، بسیار کم است!

هنگامی که پروژه دما را اندازه می گیرد و به روز می شود ، صفحه نمایش حدود 11.5 میلی آمپر نیاز دارد

در نهایت ، وقتی تاریک است و ldr صفحه نمایش LCD 5110 نوکیا را غیرفعال کرده است ، ما فقط به 0.07 میلی آمپر نیاز داریم که بسیار عالی است!

عمر باتری

برای محاسبه عمر باتری پروژه ، یک فایل ساده Excel ایجاد کردم. اندازه گیری ها را از مولتی متر وارد کردم و همانطور که مشاهده می کنید اگر دما را هر 2 دقیقه یکبار اندازه گیری کنیم بیش از 500 روز عمر می کنیم! این با استفاده از باتری های 3AA با ظرفیت 2.500 میلی آمپر است. البته اگر از باتری های بهتر مانند باتری Li-Ion 3.400 mAh استفاده می کنید ، می توانید پروژه خود را بیش از 2 سال اجرا کنید!

می توانید فایل اکسل را از این لینک بارگیری کنید.

مرحله 4: کد پروژه

کد پروژه بسیار ساده است. ما از برخی کتابخانه ها در این قطعه کد استفاده می کنیم. کتابخانه هایی که استفاده می کنیم موارد زیر هستند:

• کتابخانه کم مصرف:
• کتابخانه سنسور دما DS18B20:
• کتابخانه LCD Nokia 5110:

کد پروژه شامل دو فایل می باشد. در اولین فایل کدی وجود دارد که بر روی آردوینو اجرا می شود. فایل بعدی شامل برخی از داده های باینری برای نمادهایی است که برنامه اصلی نمایش می دهد. برای کد نویسی صحیح باید هر دو فایل را در پوشه پروژه قرار دهید.

کد بسیار ساده است. در زیر می توانید آن را بیابید. تمام جادوها در عملکرد sleepForTwoMinutes اتفاق می افتد. در این عملکرد ما آردوینو را در خواب عمیق قرار می دهیم. مشکل این است که از زمان سنج نگهبان استفاده کنید حداکثر زمانی که می توانیم آردوینو را به خواب برسانیم 8 ثانیه است. بنابراین ، آن را 15 بار در یک حلقه وارد می کنیم و فاصله دو دقیقه ای را که می خواهیم بدست می آوریم

امیدوارم از این پروژه لذت برده باشید. به زودی میبینمت!