Lämpötila -anturin hakkerointi pidempään akun käyttöikään: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Inkbird IBS-TH1 on loistava pieni laite lämpötilan ja kosteuden kirjaamiseen muutaman tunnin tai päivän aikana. Se voidaan asettaa kirjautumaan joka sekunti 10 minuutin välein, ja se raportoi tiedot Bluetooth LE: n kautta Android- tai iOS -älypuhelimelle. Sovellus on erittäin vankka, vaikka siitä puuttuu yksi tai kaksi lisäominaisuutta, jotka haluaisin nähdä. Valitettavasti suurin ongelma tässä anturissa on se, että akun kesto on ERITTÄIN huono jopa 10 minuutin näytteenottovälein.

Tässä haluan viedä sinut ajatusprosessini läpi tehdäkseni asialle jotain!

Tämä on melko perusopetusohjelma, jossa kerrotaan ajatusprosessista yksinkertaisen sähkömuutoksen ympärillä. Se on melko yksinkertainen, mutta menee hieman yksityiskohtiin akun tiedoista, jos et ole koskaan törmännyt siihen ennen.

Tarvikkeet

Tärkein/ainoa pakollinen bitti:

Inkbird IBS-TH1

Muita asioita, joita luultavasti päädyn käyttämään:

• Sopiva vaihtoakku
• 3D tulostin
• Johtava kuparinauha
• Akku tyhjä 2032

Vaihe 1: Suunnittelu

Ok, mistä on kysymys? Akun kesto on huono. Mitä voisimme tehdä asialle?

Idea 1: Käytä vähemmän virtaa

Täydellisessä maailmassa olisi jokin asetus tai jotain, jota voimme muuttaa yksinkertaisesti käyttämään vähemmän virtaa ja toimimaan pidempään. Tiedämme, että voimme hallita anturin näytteenottoväliä, mutta valitettavasti sillä ei näytä olevan suurta eroa. Anturi todennäköisesti herää liian usein lähettääkseen yhdistettävän BLE -mainospaketin, jotta puhelinsovellus tuntuu siltä, että se reagoi hyvin. Laiteohjelmisto ei todennäköisesti ole kovin fiksu siitä, miten virtaa hallitaan tämän toiminnan ympärillä.

Voisimme katsoa laiteohjelmistoa nähdäksemme, voisiko tätä parantaa, mutta tämä on tietysti suljetun lähdekoodin tuote. Voisimme ehkä kirjoittaa oman laiteohjelmiston ja kumppanisovelluksen, joka olisi siistiä ja todennäköisesti kohtuullista joissakin käyttötapauksissa, mutta se on minulle liikaa työtä. Eikä ole mitään takuuta, mutta voimme jopa tehdä sen-prosessori voi olla luku-/kirjoitussuojattu, kertakäyttöinen jne.

Idea 2: Käytä isompaa akkua

Tämä on suunnitelmani A täällä. Jos asia kestää ei tarpeeksi kauan minun makuuni nappiparilla, isomman akun heittäminen siihen pitäisi kestää ikuisesti.

Joten kysymys kuuluu nyt, mitä akkuvaihtoehtoja meillä on sekä fyysisesti että sähköisesti?

Tässä tapauksessa haluan tutkia täysin vaihtoehtoja. Tämä tarkoittaa

1. luettelomahdollisuudet määrittävät alhaisimman mahdollisen akun jännitteen, kun se on lähellä purkautumista
2. määritä korkein mahdollinen akun jännite tuoreena
3. varmista, että laitteisto, jota haluamme käyttää, toimii tällä alueella turvallisesti
4. hylkää mahdollisuudet tällä perusteella

Haluamme tarkastella kunkin akkuvaihtoehdon tietolomakkeita, löytää asiaankuuluvan purkauskäyrän ja valita sekä enimmäisarvon, jonka anturi näkee tuoreena, että vähimmäisarvon, joka näkyy, kun paristot tyhjenevät. on mielivaltainen piste, jonka saamme poimimaan käyrän. Koska tämä on pienitehoinen anturi ja kuluttaa todennäköisesti mikroampeereja, voimme yksinkertaisesti valita edullisimman käyrän mistä tahansa tietolomakkeesta (eli käyrän, jolla on pienin testikuorma).

2x alkaliset AA: t (tai AAA: t): Tämä vaikuttaa ihanteelliselta perusvaihtoehdolta, koska AA: t toimivat 1,5 V: n ja 2x1,5 = 3: n jännitteellä. Energizer E91: n tietolomake (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) osoittaa meille, että tuoreen avoimen piirin jännite on 1,5 ja alin jännite, jonka odotamme näkevän, kun> 90% käytettävissä olevasta energiasta on käytetty on 0.8V. Jos katkaisemme 1.1, se olisi todennäköisesti myös melko OK. Tämä antaa meille jännitealueen 2,2 V - 3 V, kun elämä on kunnossa, tai 1,6 - 3 V, kun käyttöikä on täysi.

2x NiMH AA (tai AAA): NiMH AA: t ovat erittäin saatavilla ja ladattavissa, joten se on ihanteellinen. Satunnainen eneloop -purkauskäyrä, jota tarkastelen, sanoo 1,45 V: n avoimen piirin, 1,15 V: n täysin kuolleeksi tai 1,2 V: n, jos haluamme olla hieman rennompia. Joten sanon, että alue on noin 2,4 V - 2,9 V.

Lithium Polymer 1S Pack: Täydellisessä maailmassa heittäisin vain toisen litiumin ongelmaan. Minulla on joukko kennoja ja muutama sopiva laturi. Ja litium tarkoittaa, että myös akun käyttöiän osoitin on oikea, eikö? Ei niin nopeasti. Litium -primäärikennot käyttävät erilaista kemiaa kuin ladattavat, ja niillä on myös erilainen purkauskäyrä. LiPot ovat nimellisarvoisia 3,7 V, mutta todella vaihtelevat 4,2 V: n tuoreen avoimen piirin välillä 3,6 V: n kunnolla kuolleeksi. Joten kutsumme tätä aluetta 3.6V-4.2V

Vaihe 2: Sisäänpääsy

Tällaisen modin tapauksessa voi itse asiassa olla niin, että meidän ei tarvitse lopulta mennä pidemmälle kuin avata paristokotelon kansi. Tiedämme, että hyllyltä käytetty CR2032 on 3V -akku, joten minkä tahansa muun 3V -akun pitäisi toimia hyvin. Ehkä polttoainemittarin logiikka rikkoutuu ja akun käyttöiän prosenttiosuus osoittautuu vääräksi, mutta se ei todennäköisesti vaikuta suorituskykyyn.

Tässä tapauksessa meillä on joukko tarkistettavia vaihtoehtoja, mikä tarkoittaa, että meidän on nähtävä, mitä laitteistoa yritämme käyttää ja onko se yhteensopiva, joten meidän on päästävä sisään.

Kun katsomme anturin takaosaa paristokotelon ollessa pois, voimme nähdä muovin halkeaman, joten paristopidike on luultavasti insertti, joka napsahtaa sen ympärillä olevaan kuoreen. Toki jos me työnnämme litteän terän ruuvimeisselin aukkoon ja nostamme ylös, pala ponnahtaa suoraan ulos. Olen osoittanut nuolilla, missä napsautukset ovat.

Kun levy on pois, voimme tarkastella tärkeimpiä komponentteja ja määrittää jännitteen yhteensopivuuden.

Heti alkuun ei näytä olevan mitään säätöä - kaikki toimii suoraan akun jännitteestä. Näemme tärkeimmät komponentit:

• CC2450 BLE -mikro -ohjain
• HTU21D lämpötila-/kosteusanturi
• SPI Flash

CC2450-tietolomakkeesta: 2-3.6V, 3.9V absoluuttinen maks

HTU21D-tietolomakkeesta: enintään 1,5-3,6 V

En vaivautunut katsomaan SPI -salamaa, koska tämä rajoittaa jo vaihtoehtojamme huomattavasti. LiPo -kenno on heti poissa - 4,2 V täydellä latauksella paistaa molemmat komponentit, ja 3,7 nimellisarvo on joka tapauksessa liikaa kosteusanturille. Toisaalta alkaliset AA: t toimivat hyvin, ja 2 V: n katkaisu CC2450: ssä tarkoittaa, että anturi kuolee ilman, että soluihin jää liikaa elämää. Lisäksi NiMH AA -laitteet toimivat ihanteellisesti, kun anturi sammuu vasta, kun ne ovat todella kuolleita ovina.

Vaihe 3: Modin tekeminen

Nyt kun tiedämme, mitä vaihtoehtoja meillä on ja mikä tärkeintä, mitä ne eivät ole, voimme jatkaa modin tekemistä.

Haluaisin pitää kiinni maksimaalisesta uudelleenkäytettävyydestä. Täydellisessä maailmassa tekisimme koko paristokotelon, johon anturi vain kiinnittyy. Toistaiseksi mennään hieman yksinkertaisemmin.

Minun ideani minimaalisesti invasiivisesta ja erittäin helposti toteutettavasta on käyttää kuollutta CR2032: ta nukena pitämään + ja - johtoja olemassa olevissa yhteystiedoissa.

Käytin kuparinauhaa kontaktien tekemiseen, juotettuna erilliseen AA -pidikkeeseen. Huomautus: Käytä kuparin ja akun välissä eristysteippiä. Vaikka nappisolu olisi kuollut, oikosulku voi silti aiheuttaa vuotoja ja korroosiota. Vaikka käytät kuparinauhaa, jossa on johtamaton eristys, saatat silti päätyä oikosulkuun, jonka huomasin tapahtuvan, kun akku alkoi lämmetä (DEAD-akku, mieli). Olen käyttänyt kapton -teippiä, joka on ihanteellinen tähän tehtävään.

Jotta kaikki pysyy paikallaan, poran vain pienen reiän alkuperäiseen paristokoteloon ja johdan akkujohdot sen läpi ulkoiseen pidikkeeseen. Käytin suurempaa reikää kuin alun perin suunnittelin, koska korkin täytyy pyöriä hieman, jotta se lukittuu paikalleen.

Kun puhun tästä, minulla on käsissäni vain 3xAAA -paristopidike, kun tarvitsen 2x. Olen tehnyt sen 2x -kertaiseksi lisäämällä juotettu hyppyjohdin kahden ensimmäisen pariston kauimmaisen pään väliin - katso viimeisen valokuvan alaosaa, mukaan lukien akun pidike. En suosittele tätä, koska paristopidikkeen metalliin on erittäin vaikea juottaa sulamatta sitä, mutta VOIN saada sen toimimaan.

Vaihe 4: Valmis

Valmis mittaamaan kaapin kosteutta!