Arduino は、プロトタイプ プロジェクトを設計するための優れたツールです。 Arduino に基づくプロジェクトの中には、室温監視、火災報知機、ホーム セキュリティ システムなどの長期的な機能を必要とするものがあります。 Arduino 開発ボードはマイクロコントローラーを使用して設計されており、これらのコントローラーは長寿命です。ここでは、Arduino ボードの寿命を延ばすために必要なすべてのパラメータについて説明します。
Arduino を 24 時間年中無休で実行できますか
はい、 Arduino は 24 時間 365 日稼働するのに十分な能力を備えています。 Arduino は、通常の条件下では、設計された目的のために正常に動作します。回路のすべてのコンポーネントが正しく配線されて Arduino が適切にプログラムされている場合、Arduino は 24 時間 365 日以上問題なく動作します。
長期的にArduinoに影響を与える要因
ただし、長期的にArduinoに影響を与える可能性のあるいくつかの要因を考慮する必要があります.これらの要因は、人的エラーまたは外部環境条件である可能性があります。 Arduino の寿命に影響を与える可能性のあるすべての要因を知る必要があるため、ここでは、回路で Arduino を 24 時間年中無休で実行する前に確認する必要があるすべての要因を分析します。
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- 一定の入力電力
- プログラミングテクニック
- 熱管理
- 外部回路保護
一定の入力電力
Arduino は、安定して最適化されたコードを長時間実行するために一定の電力を必要とします。 UNO のような一般的な Arduino ボードは、3 つの方法で電源を入れることができます。これらの方法にはすべて、いくつかの制限があります。
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- DCバレルジャック
- USBケーブル
- ワインピン
USBケーブル
Arduino に電力を供給する最も一般的な方法は、USB ポートを使用することですが、PC を長時間オンにできないため、いくつかの制限があります。 Arduino をより長く実行するには、パワー バンク、USB ソケット、または USB ハブなどの外部 5V USB ポートを使用する必要があります。これは、過電流保護用のリセッタブル ヒューズを備えた一定の 5V を提供するため、最も好ましい方法の 1 つです。
DCバレルジャック
Arduino は、DC バレル ジャックを介して外部電源を使用して電源を入れることができます。注意すべきことの 1 つは、外部電源は長期的には安定した入力電圧を提供しないということです。 不安定な電圧 スパイクは Arduino ボードを過熱させ、青い魔法の煙で終わる可能性があります。常に専用電源を使用することを好みます。
ワインピン
Arduino は、Vin ピンから電力を取り込むこともできます。 Vin には逆極性電流に対するダイオード保護がなく、負電流は Arduino のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。そのため、Arduino の継続的なサポートを必要とするプロジェクトで Arduino を実行する場合、Arduino の電源として Vin を使用することはお勧めしません。
プログラミングテクニック
効率的で最適化されたプログラミングは、Arduino をより長期間実行することにつながります。 Arduino ボードを最大限に活用するために、複数のプログラミング手法が用意されています。ここでは、行き詰まることなく Arduino ボードを実行するのに役立つテクニックをいくつか紹介します。
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- ウォッチドッグタイマー
- ミリス関数を避ける
- EEPROM サイクル
ウォッチドッグタイマー
Arduino ボードは、クロッキング エラーが原因で無限ループに陥ることがあります。そんな時、ウォッチドッグタイマー機能が役に立ちます。 Arduino ボードが無限ループに陥ってコマンドを実行できないときはいつでも、Arduino ボードをリセットします。ウォッチドッグ タイマーは、Arduino がこのようなエラーを回避するのに役立ちます。設定されたピンのいずれかで 1 ～ 2 分ごとに出力信号を送信するように Arduino をプログラムします。ウォッチドッグがその信号を受信しない場合、Arduino はリセットされます。
millis() 関数を避ける
Arduino を継続的に実行するには、プログラムで millis() 関数を使用しないでください。 millis() は、49 日ごとにリセットされる内部クロック カウンターです。コードを長時間実行する必要がある場合は、49 日のカウントに達する前に millis() を 0 にリセットすることをお勧めします。を使用して millis() をリセットできます。 リセット ボタンをクリックするか、Arduino スケッチを再アップロードします。このようにして、Arduinoは長い間ついていくことができます。
EEPROM サイクル
避けるべきもう1つのことは、の使用です EEPROM.write() あなたのコードで機能します。 Arduino ボードの EEPROM には、書き込み/消去サイクルの回数が限られているためです。 Arduino UNO が処理できる最大 EEPROM サイクルは 1,00,000 です。
熱管理
Arduino には、5V および 3.3V 用の電圧レギュレータが組み込まれています。これらの電圧レギュレータは、入力電圧を 5V に下げ、残りの電圧を熱の形で放散します。 Arduinoの過熱を防ぐために、常に7V電源を使用することをお勧めします。過剰な電圧を継続的に使用すると、Arduino の電源が遮断され、動作に影響を与える可能性があります。
ヒートシンクは、Arduino を冷却するのに役立ちます。 Arduino を稼働させ続けるもう 1 つの方法は、熱換気のために外部冷却ファンを使用することです。
外部回路保護
Arduino が複数の外部回路が接続された環境で動作している場合、Arduino は、リレー、モーター、その他の電気ノイズの原因となる要素などのコンポーネントによる干渉やグリッチに直面する可能性があります。事故を避けるために、ダイオードやヒューズなどの外部回路保護を使用することをお勧めします。
結論
Arduino は回路内で 24 時間 365 日稼働できますが、それは使用方法によって異なります。この記事で共有されているすべてのテクニックに従って、Arduino は複雑で長期にわたるプロジェクト用に簡単にプログラムできます。工業規模の回路や極端な気象条件で Arduino を使用することはお勧めしません。適切な測定と動的プログラミングにより、Arduino は長期的には正常に動作します。