نحوه هک سنسور دما برای طول عمر بیشتر باتری: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

Inkbird IBS-TH1 یک دستگاه کوچک عالی برای ثبت دما و رطوبت در چند ساعت یا چند روز است. می توان آن را طوری تنظیم کرد که هر ثانیه حداکثر تا 10 دقیقه یکبار ثبت شود و داده ها را از طریق Bluetooth LE به تلفن های هوشمند اندرویدی یا iOS گزارش می کند. این برنامه بسیار محکم است ، اگرچه یک یا دو ویژگی پیشرفته دیگر را که دوست دارم ببینم ، از دست داده است. متأسفانه بزرگترین مشکل این سنسور این است که عمر باتری بسیار ضعیف است حتی با حداکثر فاصله نمونه 10 دقیقه ای.

در اینجا ، من می خواهم شما را از طریق روند فکر خود در مورد انجام کاری در این مورد راهنمایی کنم!

این یک آموزش بسیار اساسی است که جزئیات روند فکر در مورد یک اصلاح ساده الکتریکی را توضیح می دهد. این بسیار ساده است ، اما اگر قبلاً با آن برخورد نکرده اید ، جزئیات مربوط به مشخصات باتری را توضیح می دهد.

تدارکات

مهمترین/تنها بیت اجباری:

Inkbird IBS-TH1

موارد دیگری که احتمالاً در نهایت استفاده می کنم:

• باتری جایگزین مناسب
• چاپگر سه بعدی
• نوار مسی رسانا
• باتری 2032 مرده

مرحله 1: برنامه ریزی

خوب ، پس موضوع چیست؟ عمر باتری بد است. در این مورد چه کاری می توانیم انجام دهیم؟

ایده 1: از قدرت کمتری استفاده کنید

در یک دنیای کامل ، یک تنظیم یا چیزی وجود دارد که می توانیم تغییر دهیم تا به سادگی از نیروی کمتری استفاده کنیم و طولانی تر کار کنیم. ما می دانیم که ما روی فاصله نمونه برداری سنسور کنترل داریم ، اما متأسفانه به نظر نمی رسد تفاوت چندانی ایجاد کند. سنسور احتمالاً برای ارسال یک بسته تبلیغاتی BLE قابل اتصال بیدار می شود تا برنامه تلفن احساس کند پاسخگویی خوبی دارد. سیستم عامل احتمالاً در مورد نحوه مدیریت قدرت در حین این فعالیت بسیار دقیق نیست.

ما می توانیم نگاهی به سیستم عامل بیندازیم تا ببینیم آیا می توان آن را بهبود بخشید ، اما البته این یک محصول منبع بسته است. شاید بتوانیم سیستم عامل و برنامه همراه خود را بنویسیم ، که عالی خواهد بود و احتمالاً برای برخی موارد استفاده منطقی خواهد بود ، اما این برای من زیاد کار می کند. و هنوز هیچ تضمینی وجود ندارد که ما حتی بتوانیم این کار را انجام دهیم-پردازنده را می توان با خواندن/نوشتن محافظت کرد ، یکبار برنامه ریزی کرد و غیره.

ایده 2: از باتری بزرگتر استفاده کنید

این برنامه A من در اینجا است. اگر چیزی برای سلیقه من روی سکه سکه به اندازه کافی طولانی نباشد ، پرتاب باتری بزرگتر به آن باید باعث ماندگاری آن شود.

بنابراین س theال این است که چه گزینه های باتری از نظر فیزیکی و الکتریکی داریم؟

در این مورد ، من می خواهم به طور کامل گزینه ها را بررسی کنم. این یعنی

1. لیست امکانات کمترین ولتاژ ممکن باتری را هنگام نزدیک شدن به تخلیه تعیین می کند
2. هنگام تازه بودن بالاترین ولتاژ ممکن باتری را تعیین کنید
3. بررسی کنید که سخت افزاری که می خواهیم تغذیه کنیم در آن محدوده با خیال راحت عمل می کند
4. رد صلاحیت امکانات بر این اساس

ما می خواهیم برگه های داده برای هر گزینه باتری را بررسی کنیم ، منحنی تخلیه مربوطه را بیابیم و هم حداکثر مقداری را که سنسور در هنگام تازه شدن مشاهده می کند و هم کمترین مقدار را هنگام خالی شدن باتری ها ، انتخاب کنیم. یک نقطه دلخواه است که ما باید منحنی را برداریم. از آنجا که این سنسور کم مصرف است و احتمالاً از میکرو آمپر استفاده می کند ، می توانیم مطلوب ترین منحنی را در هر برگه داده (یعنی منحنی با کمترین بار آزمایش) انتخاب کنیم.

2 برابر AA قلیایی (یا AAA): این گزینه جایگزینی ایده آل اولیه به نظر می رسد ، زیرا AA ها در 1.5 ولت و 2x1.5 = 3 کار می کنند. برگه اطلاعات Energizer E91 (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) به ما نشان می دهد که ولتاژ مدار باز تازه 1.5 و کمترین ولتاژی است که انتظار می رود پس از اتمام> 90٪ انرژی موجود ، شاهد آن باشیم. 0.8 ولت است اگر عدد 1.1 را قطع کنیم ، احتمالاً بسیار خوب است. این به ما محدوده ولتاژ 2.2V تا 3V برای زندگی خوب ، یا 1.6V تا 3V برای عمر کامل می دهد.

2 برابر NiMH AA (یا AAA): NiMH AA ها بسیار در دسترس و قابل شارژ هستند ، بنابراین ایده آل است. یک منحنی تخلیه تصادفی حلقوی که من به آن نگاه می کنم می گوید مدار باز 1.45 ولت ، تا 1.15 ولت کاملاً مرده یا 1.2 ولت اگر بخواهیم کمی آرام تر باشیم. بنابراین من می گویم محدوده در اینجا حدود 2.4V تا 2.9V است

لیتیوم پلیمر 1S بسته: در یک دنیای کامل ، من فقط لیتیوم دیگری را به مشکل می اندازم. من یک سری سلول و چند شارژر مناسب دارم. و لیتیوم به این معنی است که نشانگر عمر باتری نیز درست خواهد بود ، درست است؟ نه خیلی سریع. سلولهای اولیه لیتیوم از شیمی متفاوتی نسبت به مواد قابل شارژ استفاده می کنند و منحنی تخلیه متفاوتی نیز دارند. LiPos 3.7V اسمی هستند ، اما واقعاً بین چیزی مانند 4.2V مدار باز تازه ، به 3.6V به طور قابل توجهی مرده است. بنابراین ما در اینجا محدوده را 3.6V-4.2V می نامیم

مرحله 2: ورود

در واقع ممکن است در مورد چنین مدی اینطور باشد که در نهایت نیازی به دورتر از باز کردن درب باتری نداریم. ما می دانیم که CR2032 استفاده شده در قفسه یک باتری 3 ولت است ، بنابراین هر باتری 3 ولت دیگر باید خوب کار کند. شاید منطق سنج سوخت خراب شود و نشانگر عمر باتری٪ ساختگی باشد ، اما احتمالاً روی عملکرد تأثیر نخواهد گذاشت.

در این مورد ، ما مجموعه ای از گزینه ها را برای بررسی داریم ، به این معنی که باید ببینیم چه سخت افزاری را به کار می بریم و آیا سازگار است ، بنابراین باید وارد آن شویم.

با نگاه کردن به پشت سنسور با درپوش خالی باتری ، می توانیم شکافی در پلاستیک مشاهده کنیم ، بنابراین نگهدارنده باتری احتمالاً یک درج است که به پوسته اطراف آن چسبیده است. مطمئناً اگر یک پیچ گوشتی تخت را در شکاف بچسبانیم و بالا بیاوریم ، قطعه درست بیرون می آید. من با فلش ها نشان می دهم که محل ضربه گیرها کجاست - اگر در این مکان ها عکس بگیرید ، احتمال اینکه پلاستیکی را در جایی که قسمت ضعیف است بچسبانید کمتر است.

با بیرون بردن برد ، می توانیم اجزای اصلی را بررسی کرده و سازگاری ولتاژ را تعیین کنیم.

در حال حاضر ، به نظر نمی رسد که هیچ مقررات داخلی وجود داشته باشد - همه چیز مستقیماً از ولتاژ باتری کار می کند. برای اجزای اصلی ، می بینیم:

• میکروکنترلر CC2450 BLE
• سنسور دما/رطوبت HTU21D
• فلش SPI

از برگه اطلاعات CC2450: 2-3.6 ولت ، حداکثر 3.9 ولت

از برگه داده HTU21D: حداکثر 1.5-3.6V

من به زحمت به فلش SPI نگاه نکردم زیرا این گزینه های ما را تا حد زیادی محدود می کند. بلافاصله ، سلول LiPo خارج می شود - 4.2 ولت با شارژ کامل هر دو این اجزا را سرخ می کند و به هر حال 3.7 اسمی برای سنسور رطوبت بسیار زیاد است. از طرف دیگر ، AA های قلیایی به خوبی کار می کنند ، با قطع 2 ولت روی CC2450 به این معنی که سنسور می میرد بدون این که عمر زیادی در سلول ها باقی بماند. علاوه بر این ، NiMH AA ها به طور ایده آل کار می کنند ، زیرا سنسور تنها زمانی خاموش می شود که واقعاً به عنوان یک ناخن دم مرده باشند.

مرحله 3: ساختن Mod

اکنون که می دانیم گزینه های ما چیست ، و مهمتر از همه ، آنها چه هستند ، می توانیم در واقع به ایجاد مد بپردازیم.

من می خواهم از حداکثر قابلیت استفاده مجدد استفاده کنم. در یک دنیای کامل ، ما یک محفظه کامل باتری درست می کنیم که سنسور روی آن قرار می گیرد. در حال حاضر ، ما کمی ساده تر می رویم.

ایده من برای حداقل تهاجمی و حداکثر سهل انگاری این است که از CR2032 مرده به عنوان ساختگی برای نگه داشتن + و - سرنخ در مخاطبین موجود استفاده کنم.

من از مقداری نوار مسی برای ایجاد مخاطبین استفاده کردم که به یک نگهدارنده AA جداگانه لحیم شد. توجه: از نوار عایق بین مس و باتری استفاده کنید. حتی اگر سلول سکه مرده باشد ، کوتاه شدن آن ممکن است منجر به نشت و خوردگی شود. حتی اگر از نوار مسی با عایق غیر رسانا استفاده می کنید ، باز هم ممکن است به یک کوتاه برسید که من متوجه شدم زمانی که باتری من شروع به گرم شدن کرد (یک باتری DEAD ، توجه داشته باشید). من از نوار کپتون استفاده کردم ، که برای این کار ایده آل است.

برای ثابت نگه داشتن همه چیز ، من فقط یک سوراخ کوچک در درپوش اصلی باتری ایجاد می کنم و سیم های باتری را از طریق آن به نگهدارنده خارجی منتقل می کنم. من از یک سوراخ بزرگتر از آنچه که در ابتدا برنامه ریزی کرده بودم استفاده کردم ، زیرا کلاه باید کمی بچرخد تا در محل قفل شود.

در مورد آن ، من فقط یک نگهدارنده باتری 3xAAA در دست دارم ، وقتی چیزی که من نیاز دارم 2 برابر است. من با افزودن یک سیم جامپر لحیم کاری شده بین انتهای دو باتری اول ، 2 برابر کردم - به انتهای عکس آخر از جمله نگهدارنده باتری نگاه کنید. من این را توصیه نمی کنم زیرا لحیم کاری روی فلز روی نگهدارنده باتری بدون ذوب کردن آن بسیار دشوار است ، اما من توانستم کار کنم.

مرحله 4: تمام شد

آماده برای اندازه گیری رطوبت در گنجه!