Как правильно загнать Arduino в сон с пробуждением по watchdog таймеру.
Оригинал взят у elchupanibrei в Как правильно загнать Arduino в сон с пробуждением по watchdog таймеру.
Понадобилось мне загнать Arduino (ATtiny85/ATmega168/Atmega328 и тд) в сон для уменьшения энергопотребления. В поиске полно примеров, но смущал один факт - все они не похожи друг на друга. Анализ форумов показал, что не только мне стало интересно - "почему у Васи так, а у Пети по другому?". К сожеление внятного ответа на форумах не оказалось. Потратив вечер на бесполезные поиски и окончательно опухнув от зоопарка версий и некомпетентности пришлось уйти на три дня в мануалы на ATtiny85 и Atmega328.
Приведенный ниже код переводит Arduino в глубокий сон с отключением всей переферии: ЦАП, компараторов, таймеров и тд. приблизительно на 30 секунд. После выходит из сна моргает светодиодом, подключенным к нулевому пину и уходит в сон на следующие 30 секунд. Код подробно откоментирован на все случаи жизни с подробным описанием что сделано и зачем. Не содержит лишних операций и циклов, которыми грешат все примеры из интернета.
Ток потребления ATtiny85 в режиме сна с отключенной переферией и работоющей от 3-х вольт на частоте 1MHz составила 3мкА.
Полезная информация по AVR библиотекам (встроенным в Arduino IDE) можно найти тут.
/**************************************************************************/
/*
This is an example of Arduino deep sleep mode
written by enjoyneering79
*/
/**************************************************************************/
#include // AVR MCU power management
#include // disable/anable AVR MCU peripheries (Analog Comparator, ADC, USI, Timers/Counters)
#include // AVR MCU watchdog timer
#include // includes the apropriate AVR MCU IO definitions
#include // manipulation of the interrupt flags
/**************************************************************************/
/*
variables
*/
/**************************************************************************/
byte pinLed = 0;
volatile byte watchdog_counter;
/**************************************************************************/
/*
set all pins as output
to prevent MCU wake up from a random noise signal during a sleep
NOTE: you can leave the pins as outputs during a sleep if you connect
internal 20k pullups resistors pinMode(ATtiny_pin, INPUT_PULLUP)
or external 10k pullups resistors. but it increase the consumption
by 1.25uA
*/
/**************************************************************************/
void all_pins_output()
{
for (byte ATtiny_pin; ATtiny_pin < 5; ATtiny_pin++)
{
pinMode(ATtiny_pin, OUTPUT);
}
}
/**************************************************************************/
/*
set back all pins as input
*/
/**************************************************************************/
void all_pins_input()
{
for (byte ATtiny_pin; ATtiny_pin < 5; ATtiny_pin++)
{
pinMode(ATtiny_pin, INPUT);
}
}
/**************************************************************************/
/*
setup()
*/
/**************************************************************************/
void setup()
{
pinMode(pinLed,OUTPUT);
setup_watchdog(WDTO_8S); // approximately 8sec. of sleep
}
/**************************************************************************/
/*
main loop()
*/
/**************************************************************************/
void loop()
{
ATtiny85_sleep();
if (watchdog_counter >= 4) // wait for watchdog counter reched the limit (WDTO_8S * 4 = 32sec.)
{
watchdog_counter = 0; // reset watchdog_counter
power_all_enable(); // enable all peripheries (timer0, timer1, Universal Serial Interface, ADC)
/*
power_adc_enable(); // enable ADC
power_timer0_enable(); // enable Timer0
power_timer1_enable(); // enable Timer1
power_usi_enable(); // enable the Universal Serial Interface module
*/
delay(5); // to settle down ADC and peripheries
all_pins_output();
digitalWrite(pinLed,HIGH); // led blink
delay(3000);
digitalWrite(pinLed,LOW);
all_pins_output();
}
}
/**************************************************************************/
/*
ATtiny85_sleep()
put system into the sleep state
The 6 different modes are:
* SLEEP_MODE_IDLE - the least power savings (CPU stopped but Analog Comparator, ADC, USI, Timer/Counter, Watchdog (if enabled), and the interrupt system to continue operating) (default)
* SLEEP_MODE_ADC - ADC Noise Reduction (CPU stopped but the ADC, the external interrupts, and the Watchdog (if enabled) to continue operating)
* SLEEP_MODE_PWR_SAVE - supported by atiny25, atiny45, atiny85
* SLEEP_MODE_EXT_STANDBY - not supported by atiny25, atiny45, atiny85
* SLEEP_MODE_STANDBY - not supported by atiny25, atiny45, atiny85
* SLEEP_MODE_PWR_DOWN - the most power savings (all oscillators are stopped, only an External Reset, Watchdog Reset, Brown-out Reset, USI start condition interupt, an external level interrupt on INT0 or a pin change interrupt can wake up the MCU.
*/
/**************************************************************************/
void ATtiny85_sleep()
{
power_all_disable(); // disable all peripheries (timer0, timer1, Universal Serial Interface, ADC)
/*
power_adc_disable(); // disable ADC
power_timer0_disable(); // disable Timer0
power_timer1_disable(); // disable Timer2
power_usi_disable(); // disable the Universal Serial Interface module.
*/
set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // set the sleep type
sleep_mode(); /* system stops & sleeps here (automatically sets the sleep enable bit
(so the sleep is possible), goes to sleep, wakes-up from sleep after an
interrupt (if interrupts are enabled) or WDT timed out (if enabled) and
clears the SE bit afterwards)
the sketch will continue from this point after interrupt or WDT timed out
*/
}
/**************************************************************************/
/*
setup_watchdog()
WDTO_15MS, WDTO_30MS, WDTO_60MS, WDTO_120MS, WDTO_250MS, WDTO_500MS,
WDTO_1S, WDTO_2S, WDTO_4S, WDTO_8S
NOTE: runs from internal 128kHz clock and continues to work during the
deepest sleep modes to provide a wake up source.
*/
/**************************************************************************/
void setup_watchdog(byte sleep_time)
{
wdt_enable(sleep_time);
WDTCR |= _BV(WDIE); /* enable interrupts instead of MCU reset when watchdog is timed out
used for wake-up MCU from power-down */
}
/**************************************************************************/
/*
Watchdog Interrupt Service (executed when watchdog timed out)
*/
/**************************************************************************/
ISR(WDT_vect)
{
watchdog_counter++;
}
Понадобилось мне загнать Arduino (ATtiny85/ATmega168/Atmega328 и тд) в сон для уменьшения энергопотребления. В поиске полно примеров, но смущал один факт - все они не похожи друг на друга. Анализ форумов показал, что не только мне стало интересно - "почему у Васи так, а у Пети по другому?". К сожеление внятного ответа на форумах не оказалось. Потратив вечер на бесполезные поиски и окончательно опухнув от зоопарка версий и некомпетентности пришлось уйти на три дня в мануалы на ATtiny85 и Atmega328.
Приведенный ниже код переводит Arduino в глубокий сон с отключением всей переферии: ЦАП, компараторов, таймеров и тд. приблизительно на 30 секунд. После выходит из сна моргает светодиодом, подключенным к нулевому пину и уходит в сон на следующие 30 секунд. Код подробно откоментирован на все случаи жизни с подробным описанием что сделано и зачем. Не содержит лишних операций и циклов, которыми грешат все примеры из интернета.
Ток потребления ATtiny85 в режиме сна с отключенной переферией и работоющей от 3-х вольт на частоте 1MHz составила 3мкА.
Полезная информация по AVR библиотекам (встроенным в Arduino IDE) можно найти тут.
/**************************************************************************/
/*
This is an example of Arduino deep sleep mode
written by enjoyneering79
*/
/**************************************************************************/
#include // AVR MCU power management
#include // disable/anable AVR MCU peripheries (Analog Comparator, ADC, USI, Timers/Counters)
#include // AVR MCU watchdog timer
#include // includes the apropriate AVR MCU IO definitions
#include // manipulation of the interrupt flags
/**************************************************************************/
/*
variables
*/
/**************************************************************************/
byte pinLed = 0;
volatile byte watchdog_counter;
/**************************************************************************/
/*
set all pins as output
to prevent MCU wake up from a random noise signal during a sleep
NOTE: you can leave the pins as outputs during a sleep if you connect
internal 20k pullups resistors pinMode(ATtiny_pin, INPUT_PULLUP)
or external 10k pullups resistors. but it increase the consumption
by 1.25uA
*/
/**************************************************************************/
void all_pins_output()
{
for (byte ATtiny_pin; ATtiny_pin < 5; ATtiny_pin++)
{
pinMode(ATtiny_pin, OUTPUT);
}
}
/**************************************************************************/
/*
set back all pins as input
*/
/**************************************************************************/
void all_pins_input()
{
for (byte ATtiny_pin; ATtiny_pin < 5; ATtiny_pin++)
{
pinMode(ATtiny_pin, INPUT);
}
}
/**************************************************************************/
/*
setup()
*/
/**************************************************************************/
void setup()
{
pinMode(pinLed,OUTPUT);
setup_watchdog(WDTO_8S); // approximately 8sec. of sleep
}
/**************************************************************************/
/*
main loop()
*/
/**************************************************************************/
void loop()
{
ATtiny85_sleep();
if (watchdog_counter >= 4) // wait for watchdog counter reched the limit (WDTO_8S * 4 = 32sec.)
{
watchdog_counter = 0; // reset watchdog_counter
power_all_enable(); // enable all peripheries (timer0, timer1, Universal Serial Interface, ADC)
/*
power_adc_enable(); // enable ADC
power_timer0_enable(); // enable Timer0
power_timer1_enable(); // enable Timer1
power_usi_enable(); // enable the Universal Serial Interface module
*/
delay(5); // to settle down ADC and peripheries
all_pins_output();
digitalWrite(pinLed,HIGH); // led blink
delay(3000);
digitalWrite(pinLed,LOW);
all_pins_output();
}
}
/**************************************************************************/
/*
ATtiny85_sleep()
put system into the sleep state
The 6 different modes are:
* SLEEP_MODE_IDLE - the least power savings (CPU stopped but Analog Comparator, ADC, USI, Timer/Counter, Watchdog (if enabled), and the interrupt system to continue operating) (default)
* SLEEP_MODE_ADC - ADC Noise Reduction (CPU stopped but the ADC, the external interrupts, and the Watchdog (if enabled) to continue operating)
* SLEEP_MODE_PWR_SAVE - supported by atiny25, atiny45, atiny85
* SLEEP_MODE_EXT_STANDBY - not supported by atiny25, atiny45, atiny85
* SLEEP_MODE_STANDBY - not supported by atiny25, atiny45, atiny85
* SLEEP_MODE_PWR_DOWN - the most power savings (all oscillators are stopped, only an External Reset, Watchdog Reset, Brown-out Reset, USI start condition interupt, an external level interrupt on INT0 or a pin change interrupt can wake up the MCU.
*/
/**************************************************************************/
void ATtiny85_sleep()
{
power_all_disable(); // disable all peripheries (timer0, timer1, Universal Serial Interface, ADC)
/*
power_adc_disable(); // disable ADC
power_timer0_disable(); // disable Timer0
power_timer1_disable(); // disable Timer2
power_usi_disable(); // disable the Universal Serial Interface module.
*/
set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // set the sleep type
sleep_mode(); /* system stops & sleeps here (automatically sets the sleep enable bit
(so the sleep is possible), goes to sleep, wakes-up from sleep after an
interrupt (if interrupts are enabled) or WDT timed out (if enabled) and
clears the SE bit afterwards)
the sketch will continue from this point after interrupt or WDT timed out
*/
}
/**************************************************************************/
/*
setup_watchdog()
WDTO_15MS, WDTO_30MS, WDTO_60MS, WDTO_120MS, WDTO_250MS, WDTO_500MS,
WDTO_1S, WDTO_2S, WDTO_4S, WDTO_8S
NOTE: runs from internal 128kHz clock and continues to work during the
deepest sleep modes to provide a wake up source.
*/
/**************************************************************************/
void setup_watchdog(byte sleep_time)
{
wdt_enable(sleep_time);
WDTCR |= _BV(WDIE); /* enable interrupts instead of MCU reset when watchdog is timed out
used for wake-up MCU from power-down */
}
/**************************************************************************/
/*
Watchdog Interrupt Service (executed when watchdog timed out)
*/
/**************************************************************************/
ISR(WDT_vect)
{
watchdog_counter++;
}