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Arduinoを3.3Vで動かしたい(2)

投稿日:

CR2032

さて、前の投稿で電源モジュールの性能について書きました。

自分でも想定外の結果でしたが、色々調べたので今回はその情報を書きたいと思います。

この記事は、先に結論ありきで書いていないのでどんな内容になってしまうのか分かりません ^^;
Arduino UNOの基板でどれくら電流を食うか前回の調査時に計測していました。
Arduino UNO(以下のボードは互換版です)では、外部から5-9Vを入力できます。どうしても12V入力をしたい場合はだめですが...
次にArduinoに電源端子に9Vを入力した場合と、5V端子に直接5Vを入力した場合で、電流値を計測しました。

9V...16mA
5V...10mA

9V入力

これで何がわかるか、16-10=6mA

この6mAが、9Vから5Vを作るための電流値(レギュレータで消費)ということになります
16MHz@5V時@動作時のマイコンの消費電流は、マニュアルによると約10mAなので、完全にATmega328P用に消費している電流値です。
6mAがもったいないですね....

直接、電源入力に電池を繋いだ方が劇的に消費電流が減ります。
でも電池で5Vというのはありません、1.5V☓4個ということになります。でも3Vだと、1.5V☓2個、またはボタン電池3.V☓1個
今のところ3Vで動かすことは出来ません、何故なら16MHz->8Mhzへの対応が出来ていない(現在この課題に取り込んでいます)のです。
が、3Vの電池にした場合について考えてみます。既に検討していた方がいたのでこの知識をいただきます。

http://55life555.blog.fc2.com/blog-entry-1536.html

    • 公証電圧:3V
    • 標準容量:220mAh
    • 標準放電電流:0.2mA

この標準放電電流が何者か、取り敢えず無視します。

CR2032

これを使うためには、絶対に16MHzでは駄目です。
発振周波数を8MHzか4MHzにすることを前提に考えます。

タイマだけを動かす、パワーダウンモードで動かす場合は、8MHzも4MHzも約4uAとして計算します。
動作中の消費電流は、8MHzは4mA、4MHzは2mAです。

今から書く計算値式は、僕がマイコン設計を現役でバリバリ頑張っていた頃に使っていました。
システムの規模によっても違いますが、あくまでザックリ計算するためのものです。
1%フルに動いて、残り99%はパワーダウンモード(WDT有効)です。

8MHzの場合

8MHzの場合...(4mA ☓1 + 0.004 ☓99)/100 = (4 + 0.4) / 100  =0.044 mA 平均値

(220mAh ÷ 0.044mA)/24  = 208日

 

4MHzの場合

4MHzの場合....(2mA☓1 + 0.004☓99)/100 = (2 + 0.4)  / 100 = 0.024mA

(220mA ÷ 0.024mA) / 24  = 381日

LEDを常時点灯すると、1個で1mA以上流すことになるのであくまでも目安です。

決定

決定です。CR3032で1年間電池を持たすためには、クロックを4MHzにするしかないので4MHzで動かすような設計を目指します。

次回は「4MHzで動かす為にすること」にとなります。

以上

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