ArduinoLoRa 休眠定時器喚醒 5.5uA

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運行效果

LoRa 模塊入網後將自動休眠，Arduino Pro Mini 上電後休眠，將電流表串聯在上述電路中測量值爲 5.5uA。定時器每隔 4 秒喚醒 Arduino 閃爍 LED 電流增大，隨後又進入休眠。

ArduinoLoRa 休眠定時器喚醒 5.5uA 演示視頻

低功耗是核心技術

超過 80% 的 LoRa 終端將由電池供電，這樣一來，低功耗將是一個核心的技術挑戰，一旦電能耗盡設備將“罷工”，在某些場合電能意味着 LoRa 終端的壽命。

ArduinoLoRa+ 是銳米推出的低成本快速開發 LoRa 終端方案，即使開啓“定時器”精準喚醒，它也能達到令人滿意的低功耗(5.5uA)，延長電池續航能力。

下面，逐步解密 ArduinoLoRa+ 定時器喚醒低功耗是如何實現的。

組件和材料

LoRa 開發板 x 1 採購鏈接

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Arduino Pro Mini x 1 採購鏈接

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電池盒 x 1 採購鏈接

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7 號電池 x 2 採購鏈接

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鱷魚夾 x 2 採購鏈接

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杜邦線 x 8 採購鏈接

工具和軟件

Arduino IDE 下載鏈接

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下載器 採購鏈接

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數字萬用表 採購鏈接

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USBasp燒錄器 採購鏈接

技術細節

改制 Arduino Pro Mini

如上圖所示，新購的 Arduino Pro Mini 需要卸掉 2 個器件：LDO（低壓差穩壓器）和電源指示燈處的 1k 電阻。

關閉低電壓檢測

安裝 USBasp 驅動程序

• 將 USBasp 插入 PC 的 USB 端口
• 雙擊打開“zadig-2.3.exe”
• 選擇“WinUSB”，點擊“Install Driver”
  
  USBasp驅動程序 下載鏈接

Arduino Pro Mini 連接 USBasp

Arduino Pro Mini	杜邦線	USBasp
GND	黑	GND
RST	黃	RST
VCC	紅	VCC
13	綠	SCK
12	白	MISO
11	藍	MOSI

• USBasp 的跳線 JP21(正視絲印，從左至右) 連接 1 和 2 引腳時 VCC=3.3V，用於連接 Arduino Pro Mini；連接 2 和 3 引腳時 VCC=5V，用於連接 Arduino UNO
  
  Arduino Pro Mini 基於 ISP 下載的 6 引腳 參考鏈接

設置熔絲位，關閉低電壓檢測

• 徽標+R鍵運行，輸入“cmd”，回車，進入命令行終端
• 切換到 avrdude 路徑：cd C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin
• 關閉低電壓檢測：avrdude -c usbasp -p m328p -U efuse:w:0xFF:m -C …/etc/avrdude.conf
  

燒錄 Arduino 休眠喚醒代碼

按下表連接 Arduino Pro Mini 和 下載燒錄器

Arduino	杜邦線	下載燒錄器
VCC	紅	3.3
GND	黑	GND
RXD	綠	TXD
TXD	黃	RXD
DTR	棕	DTR

設置 Arduino IDE

添加 Narcoleptic 低功耗定時器庫

使用 Arduino IDE 打開工程，點擊"Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…"
Narcoleptic 軟件庫 下載鏈接

編譯和燒錄下述休眠定時器喚醒代碼

#include <Narcoleptic.h>

void setup () 
{  
  // disable ADC
  ADCSRA = 0;  
}  // end of setup

void loop () 
{ 
  flash();
  lowpwrDelay(4000); // During this time power consumption is minimised
}

void flash()
{
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  
  for (byte count = 0; count < 10; ++count)
  {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(50);                       // wait for 200ms
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(50);                       // wait for 200ms    
  }
  
  pinMode(LED_BUILTIN, INPUT);
}

void lowpwrDelay(long milliseconds)
{
  while(milliseconds > 0)
  {
    if(milliseconds > 8000)
    {
      milliseconds -= 8000;
      Narcoleptic.delay(8000);
    }
    else
    {
      Narcoleptic.delay(milliseconds);
      break;
    }//if
  }//while
}

硬件接線

如下圖所示，使用杜邦線連接 Arduino Pro Mini 和 LoRa 開發板，並使用電池供電。