Comment activer Arduino uniquement lorsque suffisamment d'énergie a été collectée?

Il y a eu récemment un article dans le Christian Science Monitor sur le lancement d'un satellite de la taille d'un cracker . L'article dit que le satellite a "un stockage d'énergie dans des condensateurs et des circuits de commutation pour allumer le microprocesseur lorsque l'énergie stockée est suffisante pour créer une seule émission de radiofréquence - un bip numérique". L'énergie est collectée à partir d'une cellule solaire.

Je suis intéressé à créer un appareil terrestre qui ferait exactement cela, collecter de l'énergie à partir d'une cellule solaire et allumer l'appareil uniquement pour transmettre lorsqu'il a suffisamment de puissance. J'ai récemment acheté un arduino , mais j'ai peu d'expérience avec ce type d'ingénierie. Des suggestions sur la façon de commencer? Merci!

Ce satellite utilisera vraisemblablement la «récupération d'énergie» (EH) pour stocker l'énergie fournie par la cellule solaire dans un supercondensateur. TI et Microchip viennent de commencer à fournir des kits d'évaluation utilisant EH avec une cellule solaire pour alimenter un MCU et un émetteur-récepteur sans fil. Advanced Linear Devices fabrique le module de récupération d'énergie EH300 , qui peut charger une paire de super-condensateurs à partir d'une variété de sources, y compris des cellules solaires. J'en ai expérimenté un, et il peut fournir de 1,8 V à 3,3 V à partir de sources de très basse tension et est capable de fournir 25 mA pendant 68 ms, ce qui est plus que suffisant pour un MCU tel qu'un MSP430 ou XLP PIC et un émetteur de faible puissance. L'EH300 possède deux super condensateurs. Ils coûtent environ 34 £, j'ai acheté le mien à Farnell.

L'Arduino n'est pas adapté à cette application, car il ne fonctionnera pas à partir de tensions aussi basses et consomme trop d'énergie. Les PIC XLP utilisent généralement 20 nA en mode de sommeil profond et 50 uA / Mhz lorsqu'ils sont actifs.

Vous voudrez voir comment mettre l'avr en mode veille. En mode veille, le micro-contrôleur s'éteindra autant que possible pour augmenter les économies d'énergie. Ce que vous pouvez faire, c'est accrocher tout ce que vous stockez l'énergie du panneau solaire à l'une des broches ADC de l'arduino et lorsque cela atteint un certain seuil, vous pouvez réveiller le microcontrôleur.

Il existe cependant différents niveaux de sommeil, et plus vous voulez économiser d'énergie, plus le contenu est désactivé. Je pense que les broches ADC ne sont activées qu'avec le niveau d'économie d'énergie le plus élevé / le moins élevé. Vous pouvez également utiliser le comparateur interne avrs, avec le condensateur / batterie dans lequel vous stockez l'énergie et une source de tension pour le seuil de tension que vous souhaitez.

Une dernière chose est que l'utilisation d'un arduino pour cela peut ne pas être la meilleure. Même dans l'état de sommeil le plus bas, l'arduino utilisera ~ 15mA, ce qui ne fonctionne qu'avec 0,05mA dans cet état. L'arduino a un régulateur de tension linéaire qui utilisera toujours environ 10mA, plus quelques autres puces supplémentaires. Il vaudrait probablement la peine de faire votre propre configuration avr pour cette raison.

Vous pouvez essayer les techniques utilisées par les moteurs solaires BEAM à déclenchement par tension (Type I) .

Essentiellement, vous chargez un gros condensateur jusqu'à ce que la tension qui le traverse dépasse un certain seuil, et vous alimentez votre circuit en le déchargeant. Avec un condensateur suffisamment grand, vous devriez pouvoir alimenter un Arduino froid. Mais vous allez avoir besoin de gros condensateurs pour l'alimenter pendant> 1s.

Ces circuits peuvent être assez petits. Par exemple, ce circuit , illustré ci-dessous, utilise 2 transistors et un Panasonic 1381x .

Les moteurs solaires utilisent d'autres techniques, par exemple le déclenchement de pente. Vous pouvez en savoir plus à leur sujet ici .

J'appuie la suggestion d'examiner les concepts derrière la robotique BEAM et les moteurs solaires. Je pense que le moteur solaire basé sur la puce MAX8212 (dont la maxime vous donnera des échantillons gratuits) serait le SE le plus approprié pour vous car il est le plus (facilement) configurable. L'arduino est une plate-forme brillante pour en apprendre davantage sur les microcontrôleurs, mais c'est un peu gourmand en énergie solaire. une fois que vous comprenez Arduino, commencez à chercher directement à travailler avec les puces Atmel AVR. ATtiny45 est une petite plate-forme très amusante avec laquelle travailler et peut très bien être alimentée par un moteur solaire. Découvrez ce que je fais avec eux ici

Je n'ai aucune expérience avec Arduino et il semble d'après la récolte actuelle de réponses qu'il consomme beaucoup d'énergie et n'a probablement pas un courant de sommeil suffisamment faible pour en faire une option viable. Un PIC xlp de nanowatt serait le point de départ, mais vous devez toujours gérer l'interface entre le récupérateur d'énergie (cellule solaire dans ce cas) et la puce électronique. La sortie de la cellule solaire est basse tension par rapport à d'autres formes de récupérateurs d'énergie et aux exigences d'un circuit PIC +, la technologie linéaire fait une gamme de convertisseurs ccdc à démarrage automatique destinés aux applications de récupération d'énergie (LTC3105 par exemple) qui peuvent agir comme votre convertisseur de puissance. À partir de ce moment, vous attacheriez l'image à travers le condensateur / la batterie, puis l'exécuteriez en mode veille lorsque la cellule solaire charge la batterie / le condensateur.

Bien que les gens aient déclaré que l'arduino est trop gourmand en énergie pour ce type de chose, vous pouvez résoudre ce problème en utilisant simplement plus de cellules solaires jusqu'à ce que vous puissiez passer aux PIC, etc., ce qui vous permettrait de créer un système plus sophistiqué.