🔋 Daya & Low Power

Power budget, menghitung umur baterai, dan teknik hemat daya.

📌 1. Power Budget: Berapa Arus yang Dibutuhkan?

Aliran daya: baterai → regulator 5V → komponen

Kesalahan pemula #1: "baterainya kok cepat habis?" Jawabannya hampir selalu arus total lebih besar dari kapasitas sumber daya. Aturan main: jumlahkan arus semua komponen, lalu pastikan sumber daya sanggup menyuplainya.

Komponen	Arus Tipikal	Catatan
Arduino Uno (aktif, via USB)	~50 mA	Naik saat Serial aktif
Arduino Nano (aktif)	~20-25 mA
ESP32 (WiFi aktif)	~180-240 mA	Puncuk saat transmit
ESP32 (deep sleep)	~10-20 µA	10.000x lebih hemat!
LED (5 mm)	~20 mA	Per LED
LCD 16x2 + backlight	~20-40 mA	Backlight penyumbang terbesar
Sensor (LDR, LM35)	~1-5 mA
HC-SR04	~15 mA
Servo SG90 (diam)	~15 mA
Servo SG90 (bergerak)	~500 mA	Puncuk bisa 1 A!
Motor DC kecil	~100-500 mA	Stall bisa 1-2 A

⚠️ Aturan praktis: perkirakan arus puncak (bukan rata-rata), lalu beri margin 2x. Servo + motor = wajib sumber daya terpisah (baterai sendiri), jangan dari pin 5V Arduino.

📌 2. Menghitung Umur Baterai

Baterai diukur dalam mAh (miliampere-jam): baterai 2000 mAh secara teori bisa menyuplai 2000 mA selama 1 jam, atau 100 mA selama 20 jam. Rumus praktis (dengan faktor efisiensi 0,8):

umur (jam) = kapasitas (mAh) x 0,8 / arus rata-rata (mA)

// Kalkulator umur baterai
void hitung(int bateraiMAh, int totalArusMA) {
    float jam = (float)bateraiMAh * 0.8 / totalArusMA;
    Serial.print("Baterai ");
    Serial.print(bateraiMAh);
    Serial.print(" mAh, arus total ");
    Serial.print(totalArusMA);
    Serial.print(" mA -> umur sekitar ");
    Serial.print(jam, 1);
    Serial.println(" jam");
}

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("=== Kalkulator Umur Baterai ===");

    // Skenario 1: proyek sederhana
    // Nano (25) + 2 LED (40) + sensor (5) = 70 mA
    hitung(2000, 70);

    // Skenario 2: robot dengan 2 servo aktif
    // Nano (25) + 2x servo (1000) + motor (300) = 1325 mA
    hitung(2000, 1325);

    // Skenario 3: ESP32 deep sleep, bangun tiap 10 menit
    // Rata-rata ~2 mA
    hitung(2000, 2);

    simStop();
}
void loop() {}

Output:

Lihat kontrasnya: proyek sederhana = ±22 jam, robot = ±1,2 jam, perangkat deep sleep = ±33 hari. Inilah kekuatan low power.

📌 3. Teknik Low Power

1. Sleep Mode

MCU "tidur" (CPU off, RAM tetap) sampai dibangunkan timer/interrupt.

// ESP32:
esp_sleep_enable_timer_wakeup(60000000); // 60 detik
esp_deep_sleep_start();

// AVR (Uno):
set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
sleep_mode();

Pola: bangun → ukur sensor → kirim data → tidur lagi.

2. Matikan yang Tidak Dipakai

Serial: Serial.end() jika tidak dipakai
Backlight LCD: matikan saat gelap
WiFi/BT: matikan saat idle
Pin output: LOW, bukan melayang
Kurangi baud rate / clock CPU

💡 Duty cycle adalah kunci: perangkat yang bekerja 1 detik setiap 10 menit punya arus rata-rata 1/600 dari arus saat bekerja. Hitung: arus_rata = arus_aktif x (waktu_aktif / periode).

📌 4. Sumber Daya: USB, Baterai, Regulator

USB (5V) — untuk pengembangan. Port USB komputer mensuplai 500 mA (USB 2.0) — cukup untuk Uno + beberapa sensor, tidak untuk motor.
Baterai — LiPo 3,7V (butuh boost ke 5V), 3x AA (4,5V), atau baterai 18650. LiPo wajib charger BMS dan jangan dikosongkan total.
Regulator — menstabilkan tegangan: LDO (murah, panas, dropout besar) vs switching (efisien, lebih kompleks). Arduino Uno sudah punya regulator 5V internal.

⚠️ Ground bersama! Jika motor memakai baterai terpisah, GND baterai motor harus disambungkan ke GND Arduino — tanpa ini, sinyal "tidak punya acuan" dan perilaku jadi acak.

🧠 Latihan

Hitung power budget proyekmu: Nano + OLED + 4 sensor + Bluetooth. Berapa arus total? Baterai 1000 mAh tahan berapa lama?
Perangkat IoT mengukur suhu tiap 5 menit (aktif 2 detik, arus 80 mA; tidur 10 µA). Hitung arus rata-rata dan umur baterai 2000 mAh.
Kenapa servo tidak boleh diberi daya dari pin 5V Arduino saat motor juga menyala?
Jelaskan fungsi regulator dan kenapa LDO bisa "panas".