スリープモードによるM5Stackの省電力化

はじめに

M5Stackなどのマイコンの省電力化方法はいくつかあります．例えばスリープモードの活用やクロックの最適化，プログラムの最適化などです．今回はそれらの中でも比較的実装しやすいスリープモードの活用について紹介します．

本記事では以下の環境で実行します．
・M5Stack GRAY（ボード選択 → M5Stack-Core2）
・ArduinoIDE

目次

1.はじめに
2.スリープモードの紹介
3.esp_deep_sleep_start()の使用例
3.おわりに

スリープモードの紹介

"ディープスリープ" と "ライトスリープ"

・ディープスリープ：本体機能をほぼ停止させることで電力消費を大幅に抑えます．
復帰時に再起動されvoid setup()から実行されます．

・ライトスリープ：ディープスリープより電力消費は大きくなりますが，復帰時にスリープした行からプログラムが再開されます．

スリープモードには2種類あり，ディープスリープ（deepSleep）とライトスリープ（lightSleep）が存在します．ここでは，より電力消費を抑えることができるディープスリープについてプログラム例を示します．

また，M5Stackではスリープモードを実行するための関数が2つ（私が確認範囲では）用意されています．以下に例を示します．

1.esp_deep_sleep_start()

void sleep(){
    // スリープ時間を設定
    esp_sleep_enable_timer_wakeup(SLEEP_MIN(time));
    // スリープ開始
    esp_deep_sleep_start();
}

2.M5.Power.deepsleep()

void sleep(){
    // スリープ実行
    M5.Power.deepSleep(SLEEP_MIN(time));
}

2つの関数を比較すると，後者の方では1行で書くことができます．
M5Stackライブラリの中身を見ると M5.Power.deepSleep() 関数内ではesp_sleep_enable_timer_wakeup()，esp_deep_sleep_start() を実行していると分かります．さらに，M5.Power.deepSleep() 関数内ではディスプレイのオンオフ（M5.Lcd.setBrightness()）まで行っているので，コードを省略できます．

ですが，ここでは esp_deep_sleep_start() を使用した例を掲載します．

esp_deep_sleep_start()の使用例

esp_deep_sleep_start() は esp_sleep_enable_timer_wakeup()
とセットで使用します．
esp_sleep_enable_timer_wakeup()により復帰する時間を設定し，esp_deep_sleep_start() によりスリープを開始します．また，電力消費を抑える観点からスリープ時と復帰時には画面をオンオフする必要があるため，それらの記述（M5.Lcd.setBrightness()）も必要になります．

esp_deep_sleep_start()の使用例

#include <M5Stack.h>

// スリープ実行関数
void enable_deep_sleep(int time){
    // 画面を消す（スリープに入るだけでは画面は点灯したままになるため）
    M5.Lcd.setBrightness(0); //バックライトの明るさを0（消灯）～255（点灯）で制御
    //スリープ復帰時間を設定
    esp_sleep_enable_timer_wakeup(SLEEP_MIN(time));
    //スリープ開始
    esp_deep_sleep_start();
}

void setup(){
    Serial.begin(115200);
    M5.begin();
    // スリープ復帰時に画面を点灯する
    M5.Lcd.setBrightness(200); //バックライトの明るさを0（消灯）～255（点灯）で制御
}

void loop(){
    M5.update();
    // ボタンAを押したときにスリープを実行する
    if(M5.BtnA.wasPressed()){
        // スリープ開始（1分設定）
        enable_deep_sleep(1);
    }
}

上記の例は，enable_deep_sleep() 関数を作成し，Aボタンを押すとスリープが実行されるプログラムです．また，スリープ前に画面を消灯し，復帰時には点灯するように初期設定としてsetup()で画面の点灯処理を行っています．

おわりに

上記ではディーブスリープの例を掲載しましたが，最後に全スリープのコードも載せておきます．

esp_light_sleep_start() // ライトスリープ
esp_deep_sleep_start() // ディープスリープ

M5.Power.deepSleep() // ライトスリープ
M5.Power.lightSleep() // ディープスリープ

おわり