选择低功耗微控制器与太阳能电池板一起运行

物联网 微控制器
2021-06-10 07:19:15

我正在启动一个项目,该项目将控制一个小型电机、一些用于照明的 LED 并读取一些模拟传感器,我需要通过太阳能电池板为其供电。我正在寻找要使用的微控制器的最佳选择,但我对该主题知之甚少。我需要这样的微控制器有 2 个模拟输入、8 个数字 I/O、至少一个中断引脚、一个 16 位定时器会有所帮助,但 8 位也可以完成这项工作。速度在这里不是真正的问题,但功耗是我最关心的事情。

我在看儿子 ESP32,我喜欢他们有双核和低功耗的事实,但我不会使用 WiFi 模块,我只是觉得它会浪费。

3个回答

老实说,如果您打算运行电机,这可能是功率消耗的最大因素。

您将需要一个电池/超级电容器来缓冲电机的太阳能输出,而那是在我们甚至开始考虑天黑时会发生什么之前。

一旦您确定了太阳能电池板和存储空间的大小以涵盖电机使用,那么您可能会发现您有足够的备用设备来运行微控制器和传感器。

有专为能量收集应用设计的实验性 MCU。它们在极低的电源电压下运行(如果我没记错的话,大约为 0.5 V),并且可能直接从 1 或 2 节光伏阵列运行(消除稳压器的能源成本)。我不确定这些是否已经达到一般生产。

对于您提出的设计,某种分体式导轨设计似乎是必要的。一个“始终开启”的低功率侧和一个高电流侧(可能是白天充电的可充电电池)。您需要仔细计算 24/7 待机加上所有活动周期的总和是否仍然允许您从面板中节省能量进行操作。

在超低功耗 MCU 下,您应该能够找到 200-300nA 的待机状态——但传感器和任何功率调节都会很容易地显着增加这一点。对于其中一些,您应该能够找到一些针对 IoT 应用程序的评估板。不要忘记,如果它们有 USB 调试接口,您将需要禁用该接口以获得最佳电源性能。

PIC 微控制器可以在相当低的功率下运行。此外,当您不需要它处于活动状态时,它可以进入“睡眠”模式。您可以将功耗降低到几乎为零(相对于您的电池容量)。您可以将其设置为根据预设时间或外部触发(例如,特定引脚上的信号从低电平变为高电平)通过中断唤醒。在组件级别获得 PIC 和编程需要比 Arduino 更多的经验和学习曲线。

可以让 Arduino 微控制器进入睡眠状态(我发现了这个,例如:link)。您需要自行研究或测量,以了解实际降低了多少功率。我想它比睡眠中的 PIC 更耗电,但可能仍然足以满足您的需求。

最后,如果您最终想要内置 wifi 或蜂窝连接,您可以查看 Particle 微控制器。它们可能不是功耗最低的,但非常易于使用。它们确实有一些您可以探索的睡眠模式功能(您可以从这里开始:链接

快乐编码!