【Ameba特異功能集(1-1)】省電模式教戰守則

Posted By ChingChang Ko on 3 月 2, 2016 in Realtek, Realtek Ameba, WiFi, 教學文, 評測, 開發主板 | 0 comments

為了創造更輕便電的物聯網裝置，瑞昱阿米巴(Ameba)開發板加入了更多裝置端的省電模式，並提供Arduino開發環境不同的省電API，讓裝置可以輕易的以電池或太陽能板供電維持一段長時間的正常運作，以下來介紹實作的方式。

6種省電API功能

Realtek在2016/02/19釋出的Ameba IoT/Arduino Solution Version 1.0.5版本中，新增了對Ameba開發板的省電API功能，共提供了6組API：

void sleep(); //進入sleep
void active(); //關掉sleep()，不允許sleep
void deepsleep(uint32_t duration_ms); //進入最省電的模式深睡模式
void setPllReserved(bool reserve); //預設PLL clock關掉，防止其他週邊停止運作
void softReset(); //軟體重開機
bool safeLock(); //

要使用Ameba省電API功能，需於程式中加入以下library：

#include <PowerManagement.h>

API function 說明如下：

1. static void sleep();

呼叫這個function之後，就允許系統在閒暇的時候進入sleep（但不一定會馬上進入sleep），如果Ameba開著WiFi，WiFi依照802.11的省電模式定時起來並且醒著聽AP發出來的beacon，收完之後如果沒事就會繼續進入sleep。

如果WiFi資料量比較大的時候，WiFi會離開802.11的省電模式，此時系統也不會進入sleep，所以開著WiFi的耗電量會因為資料量與WiFi環境的乾淨程度有關。

2. static void active();

呼叫這個function等於是關掉sleep()，閒暇時不允許sleep。

3. static void deepsleep(uint32_t duration_ms);

這是最省電的模式，幾乎都關了，醒來之後會從頭開始執行，像是經過reset一樣，呼叫這個function之後會馬上進入deepsleep。

其中有個參數是duration_ms，可設定進入deepsleep之後多久之後醒來。

4. static void setPllReserved(bool reserve);

當Ameba進入sleep，如果PLL clock關掉，會讓一些週邊(Ex. UART, I2C, SPI…)無法收資料，目前預設是保留PLL不關掉，適合關掉的情況是：(1)沒有用到這些週邊，或是(2)用到這些週邊但不需要在Ameba進入sleep之後還收資料。關掉省掉的電大約是5.5mA，算是需要自己取捨的電量。

5. static void softReset();

呼叫之後馬上重開機，這是軟體行為，電路上並沒有重新上電。

6. static bool safeLock();

當Ameba進入deepsleep，會無法燒錄程式，為了避免使用者寫出程式是開啟Ameba就進入deepsleep的程式，所以使用D18這根PIN當做保護，當D18這根PIN被接到GND，就會防止Ameba進入deepsleep或sleep。

傳回值 :

true: D18 is connected to GND

false: D18 is not connected to GND

註：因為Ameba進入deepsleep之後就無法上傳程式，在deepsleep的API裡面我們將D18這根腳當作避免Ameba進入deepsleep的pin腳，只要將D18接GND，並且重開Ameba 即可重新燒錄新程式。

將D18接GND，並且重開Ameba 即可重新燒錄新程式。

Ameba常用的省電模式

Ameba提供許多省電模式，最常用的是deepsleep與sleep。

1. Deepsleep mode

當Ameba進入deepsleep mode，會讓Ameba處於最省電的情況，它的耗電會小於20 uA (微安培)，此時大部份元件都關掉了，但低解析度的timer仍在運作並且用來喚醒Ameba。這種模式適合定時運作的情境，像是每小時起來量測溫濕度、送出資料，再回到deepsleep。

2. Sleep mode

這個模式是Ameba可以維持WiFi連線的省電模式，它的耗電會因為WiFi資料量與無線環境的乾淨程度而有所不同，但是瞬間最低電流會在2.5 mA (毫安培)，與WiFi起來運作之後的電流平均之後，仍然是相當省電的模式。這種應用適合需要遠端操控Ameba的情境，像是使用手機透過網路通知Ameba馬上量一次溫濕度，再回傳結果。

省電範例程式

範例一、讓Ameba處於WiFi連接的省電模式

Ameba的deepsleep無法讓WiFi處於連線狀態，如果想讓Ameba省電，並且保持WiFi連線，可以使用sleep API。

打開範例 “File” -> “Examples” -> “AmebaPowerSave” -> “SleepWithDHTUdpServ”

範例裡一樣需要設定連線AP的SSID和password。

這個範例裡，Ameba會先建立WiFi連線，進入sleep省電模式，Ameba會當作UDP server，每當接收到UDP封包內容為 ‘H’，就回傳濕度，接收到UDP封包為 ‘T’，就回傳溫度。

與deepsleep不同的地方是，當Ameba打開sleep模式，會自己找尋可以睡眠的時間，當裝置閒置時就會進入睡眠。整個睡眠與醒來的動作是自動的，不需要使用者干預。

當Ameba連線之後，我們參考之前測試TCP/UDP的工具Sokit設定Ameba的IP & port。我們每分鐘輪流問一次溫濕度，可以看到Ameba都有回應。