Припустимо, ви хочете зробити мобільний проект, будь то метеостанція за вікном на сонячних батареях, переносний датчик температури / вологості / якості повітря на батарейках або детектор інопланетян на акумуляторі - яку основну плату arduino вибрати?
Звичайно, я не беру тут до уваги, що на вибір плати визначальним фактором буде впливати її функціонал: кількість портів, потужність центрального процесора, пам'ять, але, так чи інакше, важливим «пунктом» мобільного пристрою є енергопортебленіе. Або простіше кажучи, скільки часу протримається наше пристрій на батарейках / акумуляторі без підзарядки, поки не «здохне».
Список учасників
В наявності у мене виявилося 9 основних плат:
ПлатаОсобливості харчування
Raspberry pi B + microUSB (5v) Arduino MEGA 2560 (на чіпі 16u2) USB (5v), Vin (7-12v) Arduino UNO R3 (на чіпі 16u2) USB (5v), Vin (7-12v) Arduino UNO R3 (на чіпі CH340) USB (5v), Vin (7-12v) Arduino NANO 3.0 (на чіпі FTDI) USB (5v), Vin (7-12v) Arduino NANO 3.0 (на чіпі CH340) USB (5v), Vin (7-12v) Arduino LilyPad USB microUSB (5v), LiPo (3,7v) Arduino Pro Mini 5v Vcc (5v), Raw (5-12v) Beetle leonardo mictoUSB, in (5v) 
Особливості
На фото є 2 пари майже однакові плат NANO і UNO. Основна відмінність - використовуваний чіп для з'єднання по USB з комп'ютером. В оригінальних платах UNO (100% копії оригіналів) чіп коштує Atmega16u2, в аналогах - CH340. В оригінальних NANO чіп FTDI, в аналогах - CH340.
Оригінал (копія)
Копія плати UNO на чіпі 16u2:
- Точна копія оригінальних плат
- Драйвер на windows ставиться автоматично при установці оболонки програмування Arduino IDE з офіційного сайту arduino.cc
- Дорожче аналога на чіпі CH340
- Споживає більше енергії, ніж у аналога
Аналог - плата виконує ті ж функції, просто трохи відрізняється
Аналог UNO на чіпі CH340:
- Має додаткові дірки для припаювання штирьковий роз'ємів типу «тато», що підвищує зручність підключення датчиків і пристроїв до плати без використання breadboard
- Деякі аналоги мають дірки для додаткових аналогових роз'ємів A6 і A7 (у оригіналу тільки A0-A5)
- Необхідно окремо встановлювати драйвер , Щоб windows побачила плату як com-порт
- Дешевше від оригіналу (копії) на чіпі 16u2
- Споживає менше енергії, ніж у оригіналу
NANO 3.0. Оригінал (копія) зліва, аналог - справа
Ситуація з NANO: просто в різниці чіпів (драйверів) і, відповідно, в енергоспоживанні.
Яка плата краще, оригінал або аналог? Моя порада така. Зовсім новачкам краще оригінал: не має значення енергоспоживання, з breadbord кількість пинов на платі не важливо особливо, зате є плюс - плата заводиться з півоберта, без встановлення сторонніх драйверів. Так би мовити, plug-and-play. Особисто мій вибір - плата на чіпі CH340.
До речі, ось і драйвер на Windows для чіпа CH340 .
Arduino MEGA 2560. Оригінал (копія)
тест енергоспоживання
Чесно кажучи, спочатку я думав що beetle leonardo виявиться «менш ненажерливим» учасником, ніж всі інші плати - швидше за все через самих скромних розмірів з усього списку! Але результати виявилися трохи іншими.
Відносно самого тесту - вимірювалася сила струму (mA) в розриві ланцюга до основної плати в двох варіаціях: при харчуванні через xUSB порт стабілізованими 5v (емуляція lipo акумулятора і плати boost конвертера напруги 3,7v-> 5v) і при харчуванні від 9v (емуляція 6 пальчикових батарейок по 1,5v).
Споживання струму:
Плата5v9v (3,7v для LilyPad)
Raspberry pi B + 80..150 mA - MEGA 2560 (16u2) 66 mA 90 mA UNO R3 (16u2) 43 mA 48 mA UNO R3 (CH340) 18 mA 19 mA NANO 3.0 (FTDI ) 62 mA 57 mA NANO 3.0 (CH340) 20 mA 24 mA LilyPad USB 15 mA 9 mA Pro Mini 5v 17 mA 18 mA Beetle leonardo 21 mA -
У сирому вигляді таблиця споживання струму мало про що говорить - різні напруги, тому наводжу таблицю розрахунку потужності (сила струму помножена на напругу) - так ми підведемо всі плати під загальний знаменник, і можемо порівняти показники енергоспоживання.
Плата5v9v (3,7v для LilyPad)Raspberry pi B + 0,750 W - MEGA 2560 (16u2) 0,330 W 0,810 W UNO R3 (16u2) 0,215 W 0,432 W UNO R3 (CH340) 0,090 W 0,171 W NANO 3.0 (FTDI) 0,310 W 0,513 W NANO 3.0 (CH340) 0,100 W 0,216 W LilyPad USB 0,075 W 0,033 W Pro Mini 5v 0,085 W 0,162 W Beetle leonardo 0,105 W -
І графік (менше - краще), побудований по цій таблиці, як результат:
Порівняння енергоспоживання arduino і raspberry (Ватт)
Моменти, які потрібно уточнити:
- Струм у raspberri pi скаче в межах 80..150 mA при просте, і ця плата харчується тільки від microUSB 5v. Raspberry PI B + включений в тест заради інтересу - все-таки це трохи інший клас пристроїв. Це повноцінний комп'ютер з потужним процесором для складних завдань, обробки відео і Ауде, роботи з камерами і зовнішніми дисками ... але і, звичайно, з можливістю підключати датчики і сенсори!
- Beetle leonardo харчується теж виключно 5v
- У всіх плат при харчуванні від 9v споживає більше енергії, ніж при харчуванні від 5v - це результат використання стабілізатора напруги, який дозволяє живити плати в широкому діапазоні напруг (7-12v)
результати тесту
Отже, виходячи з графіка, видно що безумовним переможцем тесту на найменше енергоспоживання є LilyPad USB! При харчуванні від акумулятора 3,7v плата споживає всього 33mW! Також, п'ятірку кращих в цьому тесті становлять (при харчуванні від 5v):
- Arduino Pro Mini 5v - 85 mW
- Arduino UNO R3 (CH340) - 90 mW
- Arduino Nano 3.0 (CH340) - 100 mW
- Beetle leonardo - 105 mW
Вони вписуються в 100 mW. Так що, робіть висновки при виборі плати для вимірювання температури і вологості за вікном, якщо хочете, щоб метеоустройство було автономним!
Особисто мій вибір: Arduino Nano 3.0 (CH340) - через її наступних якостей:
- мініатюрний розмір
- дає напруги: 5v і 3,3v
- багато пинов
- USB порт на платі для програмування
Примітки:
- beetle leonardo і pro mini не дають 3,3v
- LilyPad дає виключно 3,3v
- у pro mini немає USB порту, і її потрібно програмувати через USBtoTTL адаптер
- у LilyPad і beetle leonardo замало портів для моїх проектів
- а UNO R3 (CH340) занадто громіздка
Цим і обумовлений мій вибір Arduino Nano 3.0 (CH340) в якості основної плати для мобільних пристроїв.
Зменшення енергоспоживання в сплячому режимі
Також для автономних або мобільних проектів може знадобиться цікава бібліотека: JeeLib library . Вона допоможе загнати вашу плату в глибокий сон (що значно знижує енергоспоживання) і будити тільки в разі потреби! Про використання бібліотеки і трохи більше можете почитати англійською на сайті openhomeautomation .
Вдалих вам експериментів!
