太陽能供電 - 上傳溫濕度到 LASS
材料準備
- Ameba x 1
- DHT11 x 1
- Solar Panel (1W) x 1
- Lipo rider pro x 1
- Li-Po battery (1100 mAh) x 1
- DS3231 RTC x 1
- AMS1117-3.3V x 1 (Optional)
- 太陽能板 官網使用的太陽能板是這一塊: http://www.seeedstudio.com/depot/1W-Solar-Panel-80X100-p-633.html 功率大小的差別在於要花多久的時間將鋰電池充飽，一般來說1W的太陽能板在台灣晴朗微雲的天氣是夠用的。
- 鋰電池 晚上時需要倚靠鋰電池度過晚上，加上考慮到可能會有連續2~3天陰天的情況，這邊鋰電池的大小選擇1100 mAh。一般來說不建議小於500 mAh。
- 鋰電池充放電模組 在白天時，我們希望太陽能板供應電源給Ameba之外，如果有多餘的能量可以用來對鋰電池充電；但如果太楊能板供電不足，也可以從鋰電池供電給Ameba。所以我們須要一個鋰電池充放電模組。這裡我們使用Lipo Rider pro，它使用JST 2.0的接頭，在處理接頭上需要找對應的線材。 充放電模組也有其它類似的產品: Lipo Rider: http://www.seeedstudio.com/depot/Lipo-Rider-v13-p-2403.html PowerBoost 500C: https://www.adafruit.com/product/1944 PowerBoost 1000C: https://www.adafruit.com/product/2465
- DS3231 RTC 我們使用的DS1307RTC library支援DS1307/ DS1337/DS3231，這邊我們使用DS3231。
- AMS1117-3.3V Lipo Rider Pro的輸出預設是5V，直接接Ameba的開發版就可以。但如果想要更省電，可以考慮使用AMS1117降壓至3.3V並直接供電給Ameba module。
範例說明
這個範例裡會使用太陽能板，當太陽能板供電超過Ameba，可以將多餘的電將鋰電池充電。到晚上時則使用鋰電池供電。
我們打開範例 “File” -> “Examples” -> “AmebaMQTTClient” -> “lass_for_dht_plus_ps_nfc”
這邊要注意，當直接供電至Ameba Module時，開發板上的3.3V會因為預設並不是從Module供電，所以無法使用。此時其它需要3.3V供電的模組就需要直接從降壓模組供電。
另一個值得注意的是，圖中NFC的天線板是裁開的，中間與Amabe只用線材連結，只要線不要太長基本上感應的效率不會變太差。將連結的兩條線互相纏繞可以稍減線材變長的問題。如果不喜歡這個天線板，也可以接其它的天線，NFC的天線使用電磁感應的方式，官方網站曾試過直接用杜邦線繞幾圈，也試過悠遊卡的代幣，或其它NFC tag的天線，基本上感應的效果都不太一樣。另外，如果不想使用AMS1117，也可以直接供電至5V的地方
但是要注意，供應至5V的地方也會啟動DAP，造成額外的耗電。
要執行範例，需要修改幾個參數:
範例程式預設將位置填入瑞昱的位置，可以在新竹的地方找到這個點，或是由左下方條件篩選只留LASS。目前資料上雲端之後，有些小數點轉換的誤差，所以填入的位置可能會偏離，這個需要注意一下。
NFC的功能，官網有提供一個NFC的應用程式，如果你的Android手機已經打開NFC功能，去感應NFC天線，就會打開google play對應的應用程式網頁。
或是可以到這個地方下載: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.realtek.sensortag
安裝完成後，用手機感應Tag，會出現最近一次量測的溫濕度。點下方的按鈕可以從網路端得到當天的溫濕度資料。
這邊要注意，當直接供電至Ameba Module時，開發板上的3.3V會因為預設並不是從Module供電，所以無法使用。此時其它需要3.3V供電的模組就需要直接從降壓模組供電。
另一個值得注意的是，圖中NFC的天線板是裁開的，中間與Amabe只用線材連結，只要線不要太長基本上感應的效率不會變太差。將連結的兩條線互相纏繞可以稍減線材變長的問題。如果不喜歡這個天線板，也可以接其它的天線，NFC的天線使用電磁感應的方式，官方網站曾試過直接用杜邦線繞幾圈，也試過悠遊卡的代幣，或其它NFC tag的天線，基本上感應的效果都不太一樣。另外，如果不想使用AMS1117，也可以直接供電至5V的地方
但是要注意，供應至5V的地方也會啟動DAP，造成額外的耗電。
要執行範例，需要修改幾個參數:
- Wifi連線需要使用的ssid/password
- LASS的clientId，預設是FT_LIVE_12345678，請改成不同的值。
範例程式預設將位置填入瑞昱的位置，可以在新竹的地方找到這個點，或是由左下方條件篩選只留LASS。目前資料上雲端之後，有些小數點轉換的誤差，所以填入的位置可能會偏離，這個需要注意一下。
NFC的功能，官網有提供一個NFC的應用程式，如果你的Android手機已經打開NFC功能，去感應NFC天線，就會打開google play對應的應用程式網頁。
或是可以到這個地方下載: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.realtek.sensortag
安裝完成後，用手機感應Tag，會出現最近一次量測的溫濕度。點下方的按鈕可以從網路端得到當天的溫濕度資料。
耗電分析
以下是一些細節的說明
- 太陽能板的供電效率 這裡我們測量亮度的單位為照度(LUX)，照度是以人眼感受測量出來的亮度，不同波長的光線照度也不一樣。同時我們使用鹵素燈泡模擬太陽光，一般來說鹵素燈是常見用來模擬太陽光的光源。 在臺灣晴天無雲的情況下 ，早上10點至下午兩點大約可以量到照度100K LUX左右，傍晚四點左右則可以量到照度10k LUX。 改成使用100W的鹵素燈，距離20cm的地方照度為10k LUX，距離5cm的地方照度為100k LUX。但是距離燈泡太近會讓太陽能板太熱而造成效率降低，所以實驗中保持一定距離比較好。這裡我們使用20cm的距離做實驗。 我們測量太陽能板實際供電的情況，當照度為100k LUX的時候，可以輸出210mA的電流，電壓為4.8V，4.8V x 0.21 A = 1.008 W。如果使用其它不同的太陽能板也可粗略估算可以輸出的電流。 但是當照度為10K LUX的時候，太陽能板只能輸出40~60mA的電流。
- NFC的耗電 這個範例裡我們使用了NFC，並且當Ameba進入deepsleep省電模式時，也保留了NFC。NFC的耗電約7mA，這對deepsleep來說是相對高的耗電，這部份要留意。
- RTC的耗電 RTC平常使用電池維持時間的精準度，但是當Ameba接上RTC時，預設會啟用I2C做為溝通介面。這方面會量到2mA的耗電。
- 總耗電 如果是從AMS1117降壓至3.3V再對Ameba module供電，量到的電流在deepsleep的時候是12mA，長時間的平均值是13mA 如果是從Ameba的5V供電，量到的電流在deepsleep的時候是17mA，長時間的平均值是18mA 扣除NFC與RTC的耗電，有一部份的耗電來自於降壓損耗與點亮LED燈。 在不考慮鋰電池充放電模組的耗電下，假設太陽能板供給40mA的電流，而1100mAh的鋰電池已用了一半。那麼在中午的陽光照射下，需要 550 mAh / (210mA – 13mA) = 2.8h可以將鋰電池充飽。 那麼如果太陽能板一直未能對鋰電池充電，並且Ameba只由鋰電池供電，那麼1100mAh的鋰電池用了一半可以讓Ameba使用 550 mAh / 13mA = 42h，接近2天。
程式碼說明
整個程式都由之前的範例組成，程式碼流程如下：
一開始的地方，我們啟動watchdog，並且啟動一個GTimer讓它每秒feed/kick watchdog，如果檢查發現整個流程經過30s秒還沒完成就直接進入deepsleep。
比較需要注意的是我們將WiFi連線的部份放在較後面的地方，因為啟動WiFi會消耗較多的電量，在設計省電的專案時，最好先將不需要WiFi的部份先做完。
一開始的地方，我們啟動watchdog，並且啟動一個GTimer讓它每秒feed/kick watchdog，如果檢查發現整個流程經過30s秒還沒完成就直接進入deepsleep。
比較需要注意的是我們將WiFi連線的部份放在較後面的地方，因為啟動WiFi會消耗較多的電量，在設計省電的專案時，最好先將不需要WiFi的部份先做完。
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