Strom sparen mit Arduino nano v3 mit Ethernet-Shield (W5500)

[Torsten (Gast)]

Um zwei Außenlampen zu schalten, möchte ich gerne einen Arduino nano v3 
(Atmel 328P) verwenden, der ein Relais ansteuert. Funktioniert, der 
Sketch ist auch fast fertig. Da sich die Hauptverteilung im Keller 
befindet und dort kein WLAN vorhanden ist, habe ich mir in Fernost 
zusätzlich ein Eth-Shield mit einen W5500-Chip (Wiznet) bestellt. Meine 
ursprüngliche Idee war, dass der Arduino üblicherweise im Tiefschlaf ist 
und per Wake on LAN vom Eth-Shield geweckt wird. Nachdem ich den 
Strombedarf jedoch mal gemessen hatte, stellte ich Folgendes fest (alle 
Werte mit einfachem Multimeter gemessen):

Arduino: 14,5 mA
Arduino + W5500 (@100 Mbps): 127 mA
Arduino + W5500 (@10 Mbps): 84 mA
Arduino + W5500 (Powerdown): 47 mA
Arduino (Deep Sleep) + W5500 (Powerdown): 40 mA

Ich musste die Ethnet2-Lib dafür etwas erweitern, damit ich das PHY des 
Eth-Shields in die gezeigten Modi aus dem Sketch raus einstellen kann. 
Wie auch immer, da die Sache mit WoL energetisch keinen Sinn macht, ist 
das Setup aktuell jetzt so, dass beide schlafen und nach fünf Minuten 
aufwachen. Per MQTT wird dann geschaut, ob die Lampe anzuschalten ist. 
Wenn nicht, dann wird wieder fünf Minuten geschlafen und alles beginnt 
von vorne. Da die Lampen mehr eine optische Sache sind und keine 
Steuerung über einen Bewegungsmelder läuft, ist die Reaktionszeit von 
"bis zu" fünf Minuten absolut zu verschmerzen.

Frage: Wenn ich jetzt hingehe und über einen GPIO einen Transistor 
schalte, der im Gegenzug Vin des Eth-Shields schaltet, müsste ich den 
Strombedarf auf wenige mA senken können. Könnte das ständige Ein- und 
Ausschalten für die Haltbarkeit von Eth-Shield/Netzwerk-Switch 
nachteilig sein oder mache ich mir da zu viele Gedanken? Ich würde im 
Mittel das Ding halt 288mal pro Tag ein- und ausschalten.

Stromversorgung läuft, falls das von Belang sein sollte, über ein 
Hi-Link HLK-PM01. Wenn ich 10s "an" mit 84 mA unterstelle, zusätzlich 40 
mA Sleep für 290s und weiterhin einen Wirkungsgrad von 50% des Netzteils 
(*), dann müssten das
(84 mA  5 V  10s + 40 mA  5V  290s) / 300 * 2 = 415 mW => 3,6 kWh/a 
[*2 wegen 50% Effizienz]
sein. Wenn ich das Eth-Shield nun ausschalte und vielleicht auf 5 mA (10 
mW) käme und die 130 mW Standby aus (*) addiere, dann müsste sich das 
eigentlich senken lassen auf:

(84 mA  5 V  10s * 2 + 140 mW * 290s) / 300 = 163 mW => 1,4 kWh/a 
[*2 wegen 50% Effizienz für den Normalbetrieb]

Ja, mir ist bewusst, dass ich mit dem Strom noch tiefer komme, wenn ich 
auch Spannungsregler umgehe und LEDs auslöte, aber ob ich so weit gehe, 
weiß ich noch nicht :-)


(*) 
http://lygte-info.dk/review/Power%20Mains%20to%205V%200.6A%20Hi-Link%20HLK-PM01%20UK.html

[Stefan F. (Gast)]

Ich würde mir um die Haltbarkeit keine Sorgen machen.

Es gibt Switche, die den Port deaktivieren würden, weil sie das Gerät 
für defekt halten. Aber ich nehme mal an, dass du einen einfachen Switch 
hast, der sich nicht darum schert.

[Torsten (Gast)]

Danke für die schnelle Antwort.
Ist tatsächlich ein relativ einfacher TP-Link-Switch (24 Port), der sich 
darum nicht schert. Vermutlich ist es auch so, dass es für den Switch 
keinen Unterschied macht, ob ich PHY auf down schalte oder ob ich das 
ganze Eth-Board spannungslos mache. Die LEDs am Eth-Board gehen auf 
jeden Fall aus, wenn ich PHY auf down setze.

[Marco F. (marco42)]

Hallo Torsten,

ich experimemtier auch gerade mit dem W5500.

Kannst du die geänderte Ethernet2 Lib und die Skriptbefehle zur 
Verfügung stellen?