Experimento 2
Para apuntar
Para ejecutar una MCU en modo de bajo consumo, lea las lecturas de temperatura, presión y humedad utilizando los sensores AHT10 y BMP280 y envíe las lecturas a través de Wi-Fi.
Requisitos
- UCM: ESP32-WROOM-32D (módulo genérico Wi-Fi + Bluetooth + Bluetooth LE MCU)
- Sensor de temperatura/humedad: AHT10 (sensor de temperatura y humedad)
- Sensor de presión y altitud: BMP280 (Sensor de presión barométrica absoluta)
- Batería: KP 903048 (3,7 V, 1000 mAh)
Teoría
En este experimento, utilizamos la MCU ESP32-WROOM-32D. El ESP32 permanecerá en modo activo durante 6 segundos, leyendo temperatura y humedad y enviándola vía WiFi. Permanecerá en modo de sueño profundo durante 5 minutos. Después de este tiempo, el ESP32 volverá al modo de suspensión profunda.
Esquemático
Fig: 1 Esquema de la estación meteorológica
Configuración del experimento
A continuación se muestra la imagen con la configuración del experimento:
Fig: 2 Configuración del experimento
Código
Observación
A continuación se muestra la imagen que muestra los resultados del modo activo y de suspensión de la MCU. Así, podemos ver que el tiempo de sueño es de 5 minutos y el modo activo permanece durante 6 segundos aproximadamente. En seis segundos, todo el dispositivo consume una corriente de aproximadamente 120 mA.
Fig: 3 Modo de suspensión activo v/s desde MCU
En modo de suspensión, el dispositivo consume entre 10 y 150 uA de corriente.
A continuación se muestran imágenes que muestran el consumo actual del dispositivo desde el modo de suspensión al modo activo. Alcanza ~122 mA de corriente en modo activo.
Fig: 4, 5 Consumo actual en modo de suspensión
Fig: 6, 7 Consumo actual en modo activo
Ahora la capacidad de la batería es de 1000 mAh. La energía solar cargará la batería cada vez que esté baja y este dispositivo funcionará durante mucho tiempo.
El consumo actual cuando la energía solar carga la batería se muestra a continuación.
Fig: 9 Consumo de corriente durante la carga de la batería solar
El consumo de corriente al cargar la batería es de aproximadamente 47 mA.
Duración de la batería: Si no utilizamos energía solar para cargar la batería, la duración de la batería será de unos 16 días.
Resultados
A continuación se muestran los resultados de los datos que el dispositivo envió a la plataforma ThinkSpeak.
- Cuando el dispositivo está alejado del sol, significa que no hay carga solar.
Fig: 10 lecturas de presión del sensor BMP280
Fig: 11 lecturas de temperatura del sensor AHT10
- La temperatura se mantuvo por debajo de los 31 grados centígrados mientras el dispositivo estaba colocado dentro del edificio.
Fig: 12 lecturas de humedad del sensor AHT10
Fig: 13 lecturas de corriente del sensor INA219
- Se muestra el consumo de energía de la batería, que está entre 450 y 500 mW.
Fig: 14 lecturas de corriente del sensor INA219
- La energía solar es cero porque el dispositivo estaba dentro del edificio y no se realiza ninguna carga.
Cuando la energía solar carga la batería:
Fig: 15 lecturas de presión del sensor BMP280
Fig: 16 lecturas de temperatura del sensor AHT10
- La temperatura superó los 50 grados centígrados cuando el dispositivo fue colocado fuera del edificio.
Fig: 17 lecturas de humedad del sensor AHT10
Fig: 18 lecturas de corriente del sensor INA219
Fig: 19 Lecturas de corriente del sensor INA219
- Cuando el aolar carga la batería, el consumo de energía se muestra en el análisis anterior.
Entonces, este fue el experimento en el que se realizó el modo de suspensión profunda de la MCU. Los datos y resultados muestran que el modo de suspensión profunda ayuda a reducir el consumo de energía.