Cara Meretas Sensor Suhu untuk Hayat Bateri Lebih Lama: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Inkbird IBS-TH1 adalah alat kecil yang bagus untuk mencatat suhu dan kelembapan selama beberapa jam atau hari. Ia dapat diatur untuk log setiap detik hingga setiap 10 minit, dan melaporkan data melalui Bluetooth LE ke telefon pintar android atau iOS. Aplikasi ini sangat padat, walaupun tidak mempunyai satu atau dua lagi ciri canggih yang ingin saya lihat. Malangnya, masalah terbesar dengan sensor ini ialah jangka hayat bateri SANGAT buruk walaupun dengan selang sampel maksimum 10 minit.

Di sini, saya ingin membawa anda melalui proses pemikiran saya untuk melakukan sesuatu tentang perkara itu!

Ini adalah tutorial yang cukup asas yang memperincikan proses pemikiran mengenai pengubahsuaian elektrik yang mudah. Ini cukup mudah, tetapi membahas sedikit terperinci mengenai spesifikasi bateri jika anda tidak pernah menemui perkara itu sebelumnya.

Bekalan

Bit yang paling penting / wajib sahaja:

Inkbird IBS-TH1

Perkara lain yang mungkin akan saya gunakan:

• Bateri pengganti yang sesuai
• Pencetak 3D
• Pita tembaga konduktif
• Bateri 2032 mati

Langkah 1: Merancang

Ok, jadi apa masalahnya? Hayat bateri teruk. Apa yang boleh kita lakukan?

Idea 1: Gunakan tenaga yang lebih sedikit

Di dunia yang sempurna, pasti ada pengaturan atau sesuatu yang dapat kita ubah hanya dengan menggunakan lebih sedikit tenaga, dan beroperasi lebih lama. Kami tahu bahawa kami mempunyai kawalan terhadap selang pengambilan sampel sensor, tetapi sayangnya sepertinya tidak banyak perbezaan. Sensor mungkin bangun terlalu kerap untuk menghantar paket iklan BLE yang dapat disambungkan sehingga aplikasi telefon terasa seperti mempunyai respons yang baik. Firmware mungkin tidak begitu pintar tentang bagaimana kuasa diuruskan di sekitar aktiviti ini.

Kita boleh melihat firmware untuk melihat apakah ini dapat diperbaiki, tetapi tentu saja ini adalah produk sumber tertutup. Kita mungkin boleh menulis aplikasi firmware dan pendamping kita sendiri, yang akan menjadi sejuk dan mungkin masuk akal untuk beberapa kes penggunaan, tetapi itu terlalu banyak untuk saya. Dan tidak ada jaminan namun kita boleh melakukannya - pemproses boleh dilindungi membaca / menulis, dapat diprogramkan satu kali, dll.

Idea 2: Ketatkan bateri yang lebih besar

Ini adalah rancangan A saya di sini. Sekiranya perkara itu berlangsung tidak cukup lama untuk selera saya pada sel duit syiling, membuang bateri yang lebih besar akan menjadikannya tahan lama.

Jadi persoalannya sekarang, apakah pilihan bateri yang kita ada, dari sudut fizikal dan elektrik?

Dalam kes ini, saya ingin meneroka pilihan sepenuhnya. Ini bermaksud

1. senaraikan kemungkinan menentukan voltan bateri serendah mungkin semasa hampir habis
2. tentukan voltan bateri setinggi mungkin semasa segar
3. mengesahkan bahawa perkakasan yang ingin kami kuasa beroperasi dalam julat dengan selamat
4. membatalkan kemungkinan atas dasar ini

Kami ingin melihat lembaran data untuk setiap pilihan bateri, mencari keluk pelepasan yang relevan, dan memilih kedua-dua nilai maksimum yang akan dilihat oleh sensor ketika segar, dan nilai minimum yang dapat dilihat ketika bateri "habis," yang adalah titik sewenang-wenang yang kita dapat untuk memilih kurva. Oleh kerana ini adalah sensor kuasa rendah dan kemungkinan akan menggunakan microamps, kita hanya dapat memilih kurva yang paling baik di mana-mana lembar data (iaitu lengkung dengan beban ujian terendah).

2x AA alkali (atau AAA): Ini sepertinya pilihan penggantian garis dasar yang ideal, kerana AA beroperasi pada 1.5V dan 2x1.5 = 3. Lembar data Energizer E91 (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) menunjukkan kepada kita bahawa voltan litar terbuka baru adalah 1.5, dan voltan terendah yang kita harapkan dapat dilihat setelah menghabiskan> 90% tenaga yang ada ialah 0.8V. Sekiranya kita memotong pada 1.1, itu mungkin juga baik. Itu memberi kita julat voltan 2.2V hingga 3V untuk kehidupan yang baik-baik saja, atau 1.6V hingga 3V untuk sepanjang hayat.

2x AA NiMH (atau AAA): AA NiMH sangat tersedia DAN boleh dicas semula, jadi sangat sesuai. Keluk pelepasan eneloop rawak yang saya lihat mengatakan litar terbuka 1.45V, hingga 1.15V mati sepenuhnya, atau 1.2V jika kita bersedia untuk menjadi lebih santai. Jadi saya akan mengatakan julat di sini adalah sekitar 2.4V hingga 2.9V

Pek Lithium Polymer 1S: Dalam dunia yang sempurna, saya hanya akan membuang litium lain pada masalahnya. Saya mempunyai banyak sel dan beberapa pengecas yang sesuai. Dan litium bermaksud penunjuk hayat bateri juga betul, bukan? Tidak begitu pantas. Sel primer litium menggunakan kimia yang berbeza daripada yang boleh dicas semula, dan juga mempunyai keluk pelepasan yang berbeza. LiPos adalah 3.7V nominal, tetapi benar-benar beralih antara sesuatu seperti litar terbuka segar 4.2V, hingga 3.6V mati. Oleh itu, kita akan memanggil julatnya di sini 3.6V-4.2V

Langkah 2: Masuk

Ini sebenarnya berlaku untuk mod seperti ini yang pada akhirnya kita tidak perlu pergi lebih jauh daripada membuka pintu bateri. Kami tahu bahawa CR2032 yang digunakan di luar rak adalah bateri 3V, jadi bateri 3V yang lain pasti baik. Mungkin logik tolok bahan api berhenti dan indikasi% hayat bateri menjadi palsu, tetapi itu mungkin tidak akan mempengaruhi prestasi.

Dalam kes ini, kami mempunyai banyak pilihan untuk diperiksa, yang bermaksud kami perlu melihat perkakasan apa yang cuba kami gunakan dan jika serasi, jadi kami perlu masuk.

Melihat bahagian belakang sensor dengan penutup bateri mati, kita dapat melihat pecahan plastik, jadi pemegang bateri mungkin merupakan sisipan yang masuk ke cangkang di sekelilingnya. Sudah tentu, jika kita memasang pemutar skru pisau rata di celah dan mencungkil, potongan itu akan keluar. Saya telah menunjukkan dengan anak panah di mana gambarnya terkunci - jika anda mencari di lokasi-lokasi ini, anda cenderung untuk memasukkan plastik di mana sisipannya lemah.

Dengan papan keluar, kita dapat melihat komponen utama dan menentukan keserasian voltan.

Segera, nampaknya tidak ada peraturan dalam pesawat - semuanya berjalan terus dari voltan bateri. Untuk komponen utama, kita melihat:

• Mikrokontroler CC2450 BLE
• Sensor Temp / Kelembapan HTU21D
• Kilat SPI

Dari lembaran data CC2450: 2-3.6V, maksimum 3.9V mutlak

Dari lembaran data HTU21D: maksimum 1.5-3.6V

Saya tidak peduli melihat SPI flash kerana ini sudah menghadkan pilihan kami dengan ketara. Segera, sel LiPo habis - 4.2V dengan pengisian penuh akan menggoreng kedua komponen ini, dan 3.7 nominal terlalu banyak untuk sensor kelembapan. Sebaliknya, AA alkali akan berfungsi dengan baik, dengan pemotongan 2V pada CC2450 yang bermaksud sensor mati tanpa terlalu banyak nyawa yang tersisa di dalam sel. Selanjutnya, NiMH AA berfungsi dengan ideal, dengan sensor dimatikan hanya apabila mereka benar-benar mati sebagai doornail.

Langkah 3: Membuat Mod

Sekarang kita tahu apa pilihan kita, dan yang paling penting, apa yang tidak ada, kita boleh membuat mod.

Saya ingin bertahan dengan penggunaan semula maksimum. Dalam dunia yang sempurna, kita akan membuat keseluruhan bateri tempat sensor hanya dipasang. Buat masa ini, kita akan lebih mudah.

Idea saya untuk invasif minimum dan sangat mudah dilaksanakan adalah menggunakan CR2032 yang mati sebagai boneka untuk menahan + dan - petunjuk pada kenalan yang ada.

Saya menggunakan beberapa pita tembaga untuk membuat kenalan, disolder ke pemegang AA yang berasingan. Catatan: Gunakan pita penebat antara tembaga dan bateri. Walaupun sel duit mati, pemendekannya masih boleh menyebabkan kebocoran dan kakisan. Walaupun anda menggunakan pita tembaga dengan penebat non-konduktif, anda mungkin masih mengalami kekurangan yang saya dapati berlaku ketika bateri saya mula panas (bateri MATI, minda). Saya telah menggunakan pita kapton, yang sangat sesuai untuk tugas ini.

Untuk meletakkan semuanya di tempatnya, saya hanya akan mengebor lubang kecil pada penutup bateri asal, dan meneruskan wayar bateri ke pemegang luaran. Saya menggunakan lubang yang lebih besar daripada yang saya rencanakan pada awalnya, kerana penutupnya perlu berpusing sedikit untuk terkunci di tempatnya.

Omong-omong, saya hanya mempunyai pemegang bateri 3xAAA, sedangkan yang saya perlukan ialah 2x. Saya telah membuatnya menjadi 2x dengan menambahkan wayar pelompat yang disolder di antara hujung kedua batteies pertama - lihat di bahagian bawah foto terakhir itu termasuk pemegang bateri. Saya tidak mencadangkan ini kerana sangat sukar untuk menyolder logam pada pemegang bateri tanpa mencairkannya, tetapi saya dapat membuatnya berfungsi.

Langkah 4: Selesai

Bersedia untuk mengukur kelembapan di dalam almari!