Как заставить Arduino включаться только тогда, когда будет собрано достаточно энергии?

Этот спутник, предположительно, будет использовать «сбор энергии» (EH) для хранения энергии, обеспечиваемой солнечным элементом, в суперконденсаторе. И TI, и Microchip только что начали поставлять оценочные комплекты, использующие EH с солнечным элементом для питания MCU и беспроводного приемопередатчика. Advanced Linear Devices производит модуль сбора энергии EH300 , который может заряжать пару суперконденсаторов от различных источников, включая солнечные батареи. Я экспериментировал с одним, и он может обеспечить 1,8–3,3 В от источников очень низкого напряжения и способен подавать 25 мА в течение 68 мс, что более чем достаточно для MCU, такого как MSP430 или XLP PIC и маломощный передатчик. EH300 имеет два суперконденсатора. Они стоят около 34 фунтов стерлингов, я купил свои в Farnell.

Arduino не подходит для этого приложения, так как он не будет работать при таком низком напряжении и потребляет слишком много энергии. PIC XLP обычно используют 20 нА в режиме глубокого сна и 50 мкА/МГц в активном режиме.

Вы захотите посмотреть, как перевести AVR в спящий режим. В спящем режиме микроконтроллер выключается, насколько это возможно, для увеличения энергосбережения. Что вы можете сделать, так это подключить все, что хранит энергию от солнечной панели, к одному из контактов АЦП на Arduino, и когда он достигнет определенного порога, вы можете разбудить микроконтроллер.

Однако есть несколько разных уровней сна, и чем больше энергии вы хотите сохранить, тем больше вещей отключается. Я думаю, что контакты АЦП включены только при самом высоком / наименьшем уровне энергосбережения. Вы также можете использовать внутренний компаратор avrs с конденсатором / батареей, в которой вы храните энергию, и источником напряжения для любого порога напряжения, который вы хотите.

И последнее, что использование Arduino для этого может быть не лучшим решением. Даже в самом низком состоянии сна Arduino будет использовать ~ 15 мА, а чип avr в этом состоянии использует только 0,05 мА. На Arduino есть линейный регулятор напряжения, который всегда потребляет около 10 мА, плюс несколько дополнительных микросхем. По этой причине, вероятно, стоило бы сделать собственную настройку avr.

Вы можете попробовать методы, используемые солнечными двигателями BEAM, запускаемыми напряжением (тип I) .

По сути, вы заряжаете большой конденсатор до тех пор, пока напряжение на нем не превысит некоторый порог, и вы заряжаете свою схему, разряжая его. С достаточно большими конденсаторами вы сможете включить холодную Arduino. Но вам понадобятся большие конденсаторы, чтобы питать его более 1 с.

Эти схемы могут быть очень маленькими. Например , эта схема , показанная ниже, использует 2 транзистора и Panasonic 1381x .

Солнечные двигатели используют другие методы, например запуск по наклону. Вы можете узнать больше о них здесь .

Я поддержу предложение изучить концепции робототехники BEAM и солнечных двигателей. Я думаю, что солнечный двигатель на основе чипа MAX8212 (который maxim даст вам бесплатные образцы) был бы наиболее подходящим SE для вас, поскольку он наиболее (легко) настраивается. Arduino — блестящая платформа для изучения микроконтроллеров, но она немного прожорлива для солнечной энергии. как только вы разберетесь с Arduino, начните напрямую работать с чипами Atmel AVR. ATtiny45 — отличная небольшая платформа для работы, и она может довольно хорошо питаться от солнечного двигателя. Посмотрите, что я делал с ними здесь

У меня нет опыта работы с Arduino, и из текущего набора ответов кажется, что он потребляет много энергии и, вероятно, не имеет достаточно низкого потребления тока в режиме сна, чтобы сделать его жизнеспособным вариантом. PIC нановатт xlp был бы местом для начала, однако вам все еще нужно иметь дело с интерфейсом между сборщиком энергии (в данном случае солнечным элементом) и микрочипом. Выход солнечного элемента имеет низкое напряжение по сравнению с другими формами сборщиков энергии, и требования схемы PIC +, линейная технология делают ряд самозапускающихся преобразователей постоянного тока, предназначенных для приложений сбора энергии (например, LTC3105), которые могут действовать как ваш силовой преобразователь. С этого момента вы прикрепите изображение к конденсатору/батарее, а затем запустите его в спящем режиме, когда солнечная батарея заряжает аккумулятор/конденсатор.

Хотя люди заявляют, что Arduino слишком прожорлива для такого типа вещей, вы можете решить эту проблему, просто используя больше солнечных элементов, пока вы не сможете перейти на PIC и т. д., что позволит вам создать более сложную систему.