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::: Consideraciones para un diseño de bajo consumo utilizando SAM4L :::
 

En esta ocasión queremos demostrarles que siguiendo ciertos lineamientos, tanto a nivel de software como de hardware, es posible obtener un sistema cuyo consumo general es muy bajo.

La aplicación en concreto es un termostato, que posee un display LCD, botones touch, indicación sonora (buzzer) y una comunicación vía 2.4Ghz para transmitir el dato del sensor y para fijar umbrales de temperatura.

Se va a utilizar las siguientes tecnologías:

  • Tecnología picoPower® de Atmel: reconocida en los AVR de 8 bit y ahora presente en la gamma de 32 bits.
  • MCU ATSAM4LC4C: perteneciente a la familia SAM4L, conocida por su rendimiento, soporte Qtouch® y su gran flexibilidad para lograr el menor consumo.
  • Tickless FreeRTOS™: El modo Tickless del FreeRTOS (Sitema Operativo de Tiempo Real) detiene la interrupción periódica de reloj en períodos de inactividad largos, es decir mientras no hay ninguna tarea ejecutandose o con posibilidad de hacerlo. Realizando las correcciones necesarias a la cuenta de ticks cuando se reanuda la interrupción. http://www.freertos.org/low-power-tickless-rtos.html
  • Radio AT86RF233: Conectada al MCU mediante la interfaz SPI, será la encargada de la comunicacion inalambrica en la frecuencia de 2.4GHz.



Termostato funcionando; notar botones touch implementados


El secreto detrás de un sistema de bajo consumo es que logre aprovechar la energía de forma eficiente y en el momento indicado. La nota de aplicación de Atmel ilustra claramente cómo hacerlo, he aquí algunos puntos importantes.

A nivel Software, es importante determinar qué acciones se realizarán en cada momento, qué partes del hardware se van a utilizar y qué función cumplirá cada una de ellas.

Un principio de funcionamiento eficiente es el de utilizar dos intervalos de tiempos diferentes para realizar tareas diferentes.

En este caso la mayor parte del tiempo el sistema estará en un estado de bajo consumo, llámese Sleep. En él sólo estará activa la tarea idle del RTOS.

Cada intervalo corto de tiempo se realizará la verificación de los botones, implementados bajo la plataforma Qtouch®, y de haber sido presionado alguno se accionará la tarea que controla el LCD, con el objetivo de presentar información al usuario.

Llegado el caso que el usuario, mediante la interfaz, haya cambiado los valores de temperatura, se llamará a otra tarea encargada de manejar la parte de RF, que enviará estos nuevos valores.

Finalizado cualquier accionamiento el sistema volverá al estado Sleep una vez completadas las tareas. Notar que de no haberse detectado ningun boton presionado, no se accionará ninguna tarea y se volverá de inmediato al estado Sleep.

En el intervalo largo se accionará la tarea asociada al sensor, luego la asociada al LCD para actualizar valores y luego la de RF para enviar los nuevos valores. Logrado esto se volverá de inmediato al estado Sleep.

A nivel Hardware se encuentra todo apagado hasta tanto no se utilice; esto se conoce como funcionamiento OnDemand. Este tipo de manejo de periféricos se puede ver claramente al observar el esquemático de dos de los sensores de nuestra aplicación.

El sensor de temperatura y el de luz ambiente poseen ambos una alimentación controlada. Es decir que sólo se encenderán al momento de realizar las mediciones (Observar NTC_EN y Light_EN) y se apagarán al finalizar las mismas.

Observando la nota de aplicación completa provista por Atmel en el link ubicado más abajo, podrán tener una idea más completa de cómo implementar este sistema completo, agregando conceptos nuevos, como ser el analisis de consumo del MCU y de cada fase operativa del sistema, para llegar a obtener el consumo mínimo en cada aplicación. Realizando este analisis se obtuvo un consumo de 240 micro amperes.

Más información y la nota de aplicación completa en:
http://www.atmel.com/images/Atmel-42263-Low-Power-Design-Consideration-in-Thermostat-with-SAM4L_AP-Note_AT07146.pdf


Cualquier inquietud puede ingresar a la web del fabricante o bien comunicarse con nosotros.






Solicite mayor información a:

Electrocomponentes S.A.
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Solís 225 / 229 – Ciudad Autónoma de Buenos Aires – CP 1078AAE – Argentina.
Tel.: (5411) 4375-3366 / 4372-1864.
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