mbed LPC11U24 の 省電力化

mbed LPC11U24 は標準状態で約56mAの電流が必要。
5mAくらいまでは抑えられそう。

カタログによるとCPUのみであれば以下の通り。
実際には、色々な回路がついているため、全体の電流をほぼゼロにすることはできない。

※ LPC1768 の場合はこちら

sleep の利用

単純なCPUスリープ。
割込み等ですぐに復帰する。

省電力効果： - 5 mA

#include "mbed.h"

void Sleep () {
    LPC_PMU->PCON &= ~(7<<0);
    SCB->SCR &= ~(1<<2);
    __WFI();
}

int main() {
    while (1) {
        Sleep();
    }
}

deepsleep の利用

ADC、USBなどのペリフェラルがOFFする。

省電力効果： - 11 mA

#include "mbed.h"

void DeepSleep () {
    LPC_SYSCON->PDAWAKECFG = LPC_SYSCON->PDRUNCFG;
    LPC_PMU->PCON &= ~(7<<0);
    LPC_PMU->PCON |= (1<<0);
    SCB->SCR |= (1<<2);
    __WFI();
}

int main() {
    while (1) {
        DeepSleep();
    }
}

deepsleep サンプル

group GPIO interrupt, start logic

LPC11U24 ネイティブな deep sleep と wake up のサンプル。
内蔵CRクロックへ切り替え、システムOSC、PLLを停止してスリープする。
group GPIO interrupt を start logic として、スリープから目覚める。

WDT interrupt

Watch Dog Timer による wake up のサンプル。

CPUクロック周波数を下げる

クロックダウンして消費電力をおさえる。
それほどCPUパワーを使わないアプリケーション向け。

省電力効果： - 4 mA （クロック 24MHz のとき（通常48MHz））

#include "mbed.h"

unsigned int setSystemFrequency(unsigned short M, unsigned short P) {
    LPC_SYSCON->SYSPLLCTRL = ((P & 0x03)<<5) | (M & 0x1f);
    while (!(LPC_SYSCON->SYSPLLSTAT & 0x01)); // Wait Until PLL Locked
    SystemCoreClockUpdate();
    return SystemCoreClock;
}

int main() {

    setSystemFrequency(1, 2); // M=2, P=4, 24MHz

    while(1);
}

mbed interface を停止する

PCと接続してプログラミングするためのUSBポートを停止する。
「magic USB interface chip」「mbed interface」などと表記されている。 いわゆる裏側のチップ。

最新のファームウェア（rev 21164 以降）に変更が必要。（下記参照）

省電力効果： - 32 mA

#include "mbed.h"

#define USR_POWERDOWN    (0x104)
int semihost_powerdown() {
    uint32_t arg;
    return __semihost(USR_POWERDOWN, &arg);
}

int main() {

    semihost_powerdown();

    while (1);
}

参考

• http://mbed.org/handbook/Firmware

1. 上記ページのファームウェア mbedMicrocontroller_21164.if を書き込む。
2. いったんmbedの電源を切り、再度電源を入れる（power-cycle）とファームウェアが書き換えられる。
3. 念のため、もう一度電源をoff/onする。
4. プログラムを書き込む。
5. いったんUSBを停止すると、PCへ接続しても認識しなくなる。　そのときは電源を切り、リセットボタンを押したままPCとUSBを接続し、電源を入れる。

LEDを消灯する

LED点けっぱなしは、けっこうばかにならない。
PWMで減光や、間欠点灯にすることを検討する。

省電力効果： - 2 mA

データ

電源5VをVINに加えた時のデータ。

電源3.3VをVBに加えた時のデータ。

※ mbed LPC11U24 はVBを電源にすると、mbed interfaceは停止し、Power LEDは点灯しない。
※ プルアップ・プルダウン抵抗器があるため完全には0にならず。（10kΩだと0.33mA）

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