Cum se piratează un senzor de temperatură pentru o durată mai lungă de viață a bateriei: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Inkbird IBS-TH1 este un dispozitiv mic pentru înregistrarea temperaturii și umidității în câteva ore sau zile. Poate fi setat să se înregistreze la fiecare secundă până la fiecare 10 minute și raportează datele prin Bluetooth LE către un smartphone Android sau iOS. Aplicația este foarte solidă, deși lipsește una sau două funcții avansate pe care aș dori să le văd. Din păcate, cea mai mare problemă cu acest senzor este că durata de viață a bateriei este FOARTE scăzută, chiar și cu acel interval maxim de eșantionare de 10 minute.

Aici, vreau să vă duc prin procesul meu de gândire pentru a face ceva în legătură cu asta!

Acesta este un tutorial destul de simplu care detaliază procesul de gândire în jurul unei modificări electrice simple. Este destul de simplu, dar intră într-un pic de detalii despre specificațiile bateriei dacă nu ați mai întâlnit asta.

Provizii

Cel mai important / singur bit obligatoriu:

Inkbird IBS-TH1

Alte lucruri pe care probabil voi ajunge să le folosesc:

• Baterie de schimb potrivită
• imprimantă 3d
• Banda conductivă de cupru
• Baterie 2032 moartă

Pasul 1: Planificare

Ok, deci care este problema? Durata de viață a bateriei este proastă. Ce am putea face în legătură cu asta?

Ideea 1: Folosiți mai puțină energie

Într-o lume perfectă, ar exista un cadru sau ceva ce putem schimba pentru a folosi pur și simplu mai puțină energie și pentru a funcționa mai mult. Știm că avem control asupra intervalului de eșantionare a senzorului, dar, din păcate, nu pare să facă o mare diferență. Probabil că senzorul se trezește prea des pentru a trimite un pachet publicitar BLE conectabil, astfel încât aplicația telefonului să aibă o reacție bună. Firmware-ul nu este probabil foarte inteligent cu privire la modul în care este gestionată puterea în jurul acestei activități.

Am putea arunca o privire asupra firmware-ului pentru a vedea dacă acest lucru ar putea fi îmbunătățit, dar, desigur, acesta este un produs cu sursă închisă. Am putea scrie propria noastră aplicație firmware și însoțitoare, care ar fi grozavă și probabil ar fi rezonabilă pentru unele cazuri de utilizare, dar asta este prea mult pentru mine. Și încă nu există nicio garanție că putem face asta - procesorul ar putea fi protejat la citire / scriere, programabil o singură dată etc.

Ideea 2: Atingeți o baterie mai mare

Acesta este planul meu A aici. Dacă treaba durează nu destul de mult pentru gustul meu pe o celulă monedă, aruncarea unei baterii mai mari în ea ar trebui să o dureze pentru totdeauna.

Așadar, întrebarea este acum, ce opțiuni de baterie avem, atât din punct de vedere fizic, cât și electric?

În acest caz, vreau să explorez pe deplin opțiunile. Acest lucru înseamnă

1. posibilitățile listei determină cea mai mică tensiune posibilă a bateriei atunci când este aproape descărcată
2. determinați cea mai mare tensiune posibilă a bateriei când este proaspătă
3. verificați dacă hardware-ul pe care dorim să îl alimentăm funcționează în siguranță în acea gamă
4. descalificați posibilitățile pe această bază

Vom dori să analizăm fișele tehnice pentru fiecare opțiune a bateriei, să găsim curba de descărcare relevantă și să alegem atât valoarea maximă pe care senzorul o va vedea când este proaspătă, cât și valoarea minimă pe care o va vedea când bateriile sunt „descărcate”, care este un punct arbitrar pe care ajungem să-l scoatem din curbă. Deoarece acesta este un senzor de putere redusă și probabil va consuma microampere, putem alege pur și simplu cea mai favorabilă curbă în orice foaie de date (adică curba cu cea mai mică sarcină de testare).

2x AA alcaline (sau AAA): pare o opțiune ideală de înlocuire de bază, deoarece AA funcționează la 1,5 V și 2 x 1,5 = 3. Fișa tehnică Energizer E91 (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) ne arată că tensiunea circuitului deschis este de 1,5 și cea mai mică tensiune pe care ne-am aștepta să o vedem după epuizarea> 90% din energia disponibilă este 0,8V. Dacă am tăia la 1.1, probabil că ar fi destul de bine. Aceasta ne oferă un interval de tensiune de 2,2V la 3V pentru o viață bună sau de 1,6V la 3V pentru o viață completă.

2x NiMH AA (sau AAA): AA-urile NiMH sunt extrem de disponibile ȘI reîncărcabile, deci este ideal. O curbă de descărcare aleatorie eneloop pe care o privesc spune un circuit deschis de 1,45 V, la 1,15 V destul de complet mort sau 1,2 V dacă suntem dispuși să fim puțin mai relaxați. Deci, voi spune că gama este aici de aproximativ 2,4 V până la 2,9 V

Lithium Polymer 1S Pack: Într-o lume perfectă, aș mai arunca un alt litiu asupra problemei. Am o grămadă de celule și câteva încărcătoare potrivite. Iar litiu înseamnă că și indicatorul de viață al bateriei va fi corect, nu? Nu asa de repede. Celulele primare de litiu utilizează o chimie diferită de cea reîncărcabilă și au și o curbă de descărcare diferită. LiPo-urile sunt nominale de 3,7 V, dar într-adevăr se leagă între ceva de genul circuitului deschis de 4,2 V, până la 3,6 V respectabil mort. Așa că vom numi gama aici 3,6 V-4,2 V

Pasul 2: Introducere

S-ar putea să fie de fapt cazul unui mod de acest gen că nu trebuie să mergem mai departe decât să deschidem ușa bateriei. Știm că CR2032 folosit de pe raft este o baterie de 3V, deci orice altă baterie de 3V ar trebui să funcționeze bine. Poate că logica indicatorului de combustibil se sparge și indicația% a duratei de viață a bateriei devine falsă, dar probabil că nu va afecta performanța.

În acest caz, avem o mulțime de opțiuni de verificat, ceea ce înseamnă că va trebui să vedem ce hardware încercăm să alimentăm și dacă este compatibil, deci va trebui să intrăm.

Privind la partea din spate a senzorului cu capacul bateriei dezactivat, putem vedea o despărțire în plastic, astfel încât suportul bateriei este probabil o inserție care se fixează în carcasa din jurul său. Destul de sigur, dacă punem o șurubelniță cu lamă plată în spațiu și ridicăm, piesa apare imediat. Am indicat cu săgeți unde sunt fixările - dacă vă îndepărtați în aceste locații, este mai puțin probabil să prindeți plastic acolo unde inserția este slabă.

Cu placa afară, putem analiza componentele majore și putem determina compatibilitatea tensiunii.

Imediat, nu pare să existe vreo reglementare la bord - totul funcționează direct din tensiunea bateriei. Pentru componentele majore, vedem:

• Microcontroler CC2450 BLE
• Senzor de temperatură / umiditate HTU21D
• SPI Flash

Din foaia de date CC2450: 2-3,6V, maxim 3,9V absolut

Din foaia de date HTU21D: 1,5-3,6V max

Nu m-am deranjat să mă uit la blițul SPI, deoarece acest lucru ne limitează deja opțiunile substanțial. Imediat, celula LiPo este scoasă - 4,2V la încărcare completă va prăji ambele componente, iar 3,7 nominal este oricum prea mare pentru senzorul de umiditate. Pe de altă parte, AA-urile alcaline vor funcționa bine, cu o întrerupere de 2V pe CC2450, ceea ce înseamnă că senzorul moare fără prea multă viață rămasă în celule. Mai mult, AA-urile NiMH funcționează în mod ideal, senzorul oprindu-se doar după ce este cu adevărat mort ca o ușă.

Pasul 3: Realizarea modului

Acum, că știm care sunt opțiunile noastre și, cel mai important, ce nu sunt, putem face efectiv modificarea.

Aș vrea să rămân cu maximă reutilizare. Într-o lume perfectă, am face o carcasă întreagă a bateriei pe care senzorul să o amplaseze. Deocamdată, vom merge puțin mai simplu.

Ideea mea pentru minim invaziv și maxim ușor de executat este să folosesc un CR2032 mort ca un manechin pentru a ține + și - conduce pe contactele existente.

Am folosit niște bandă de cupru pentru a face contactele, lipite pe un suport AA separat. Notă: Utilizați bandă izolatoare între cupru și baterie. Chiar dacă celula monedei este moartă, scurtcircuitul poate duce la scurgeri și coroziune. Chiar dacă utilizați bandă de cupru cu izolație neconductivă, puteți termina cu un scurtcircuit, care am aflat că a fost cazul când bateria mea a început să se încălzească (o baterie DEAD, minte). Am folosit bandă kapton, care este ideală pentru această sarcină.

Pentru a ține totul în poziție, voi face doar o mică gaură în capacul original al bateriei și voi trece firele bateriei prin suportul extern. Am folosit o gaură mai mare decât intenționasem inițial, deoarece capacul trebuie să se rotească ușor pentru a se bloca în poziție.

Apropo de asta, am la îndemână doar un suport pentru baterii 3xAAA, când am nevoie de un 2x. L-am transformat într-un 2x adăugând un fir jumper lipit între capătul îndepărtat al primelor două batteies - uitați-vă la partea de jos a ultimei fotografii, inclusiv suportul bateriei. Nu recomand acest lucru, deoarece este foarte dificil să lipiți metalul de pe suportul bateriei fără a-l topi, dar am fost capabil să îl fac să funcționeze.

Pasul 4: Finalizat

Gata pentru măsurarea umidității în dulap!