Une large classe d’objets connectés, ne pouvant être alimentés que par batteries, mesurent périodiquement au travers de sondes des paramètres devant être envoyées par radio à des systèmes traitant ces données.
Si l’objet connecté, même en état de veille, consomme un temps soit peu, les batteries peuvent s’épuiser en quelques jours. La même problématique peut se poser si les batteries sont chargées par des cellules photovoltaïques pendant les temps d’inactivité .
Si les intervalles entre les périodes de mesures sont nettement plus importants que ceux des activités de mesures, il est intéressant que la mise périodique sous tension de l’objet soit gérée indépendamment par un circuit consommant peu d’énergie.
Le schéma présenté ci-dessous est envisageable à condition que les moments de prises de mesures ne sont pas des moments bien définis, à savoir par exemple les début d’heures.
Le schéma a été validité en câblant un circuit avec pour l’essentiel un compteur/diviseur CD4060 et un optocoupleur 4NE35. Un ARDUINO UNO a joué le rôle d’objet connecté.
La performance énergétique absolue de l’ensemble peut être améliorée en s’appuyant sur un compteur/diviseur 74HC4060N ou 74HCT4060N et, par exemple, un Arduino Pro Mini 3.3vt.
L’intervalle de temps entre la mise sous tension du circuit et le démarrage de l’Arduino est déterminé par le couple condensateur C1 et résistance R1, la résistance R2 devant être 10 fois supérieure à R1.
La formule C1 x R1 /2930, C1 étant exprimé en nano-farads et R1 en kilo-ohms, donne une bonne approximation de cet intervalle de temps. Un ajustement précis peut être obtenu par tâtonnement en remplaçant R1 par une résistance variable.
Voici quelques exemples de couples de valeurs de composant et d’intervalles de temps qui en résultent.
| R1 en kΩ | C1 en nF | R2 en kΩ | Intervalle |
| 75 | 10 | 100 | 15 sec. |
| 150 | 10 | 100 | 30 sec. |
| 1000 | 2,2 | 100 | 45 sec. |
| 30 | 100 | 470k | 1 min. |
| 45 | 1000 | 2000 | 15 min. |
| 175 | 1000 | 2000 | 1 heure |
| 350 | 1000 | 5000 | 2 heures |
Un prototype a été réalisé pour obtenir une périodicité de 45 secondes, à savoir R1 = 1000kΩ, C1 = 2,2 nano-farad et R2 = 5600kΩ avec un Arduino UNO utilisant une sonde de mesure de température DALLAS DS18B30.
Il a été observé ;
- qu’en mode Arduino d’inactivité, l’ensemble consomme 0,36 mA*9v, soit 0,00324 watts;
- qu’en mode Arduino de mesure, l’ensemble consomme 50 mA/heure*9V, soit 0,45 watts
Étant donné que la période d’inactivité dure 45 secondes et que celle d’activité dure 1,5 secondes, l’ensemble consomme donc en moyenne 0,018 watts.
Sans ce circuit optimisant la mise sous tension de l’Arduino mais en le mettant par programmation en veille, celui-ci serait réduit à encore consommer encore 36ma*9V, soit 0,324 watts.
Le circuit d’optimisation permet de réduire la consommation par 20.
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