Kā uzlauzt temperatūras sensoru ilgākam akumulatora darbības laikam: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Inkbird IBS-TH1 ir lieliska maza ierīce temperatūras un mitruma reģistrēšanai dažu stundu vai dienu laikā. To var iestatīt reģistrēties katru sekundi līdz ik pēc 10 minūtēm, un tas ziņo par datiem, izmantojot Bluetooth LE, Android vai iOS viedtālrunim. Lietotne ir ļoti stabila, lai gan tai trūkst vēl vienas vai divas papildu funkcijas, kuras es vēlētos redzēt. Diemžēl šī sensora lielākā problēma ir tā, ka akumulatora darbības laiks ir ĻOTI slikts pat ar maksimālo 10 minūšu paraugu intervālu.

Lūk, es vēlos jūs iepazīstināt ar savu domu procesu, lai kaut ko darītu lietas labā!

Šī ir diezgan vienkārša apmācība, kurā sīki aprakstīts domāšanas process par vienkāršu elektrisko modifikāciju. Tas ir diezgan vienkārši, taču tajā ir sīki aprakstītas akumulatora specifikācijas, ja jūs to nekad neesat saskāries.

Piegādes

Vissvarīgākais/vienīgais obligātais bits:

Inkbird IBS-TH1

Citas lietas, kuras es, iespējams, izmantošu:

• Piemērots rezerves akumulators
• 3D printeris
• Vadoša vara lente
• Baterija 2032 ir beigusies

1. solis: plānošana

Labi, tad kāda ir problēma? Akumulatora darbības laiks ir slikts. Ko mēs varētu darīt lietas labā?

1. ideja: izmantojiet mazāk enerģijas

Ideālā pasaulē ir kāds iestatījums vai kaut kas, ko mēs varam mainīt, lai vienkārši izmantotu mazāk enerģijas un darbotos ilgāk. Mēs zinām, ka mēs kontrolējam sensora paraugu ņemšanas intervālu, bet diemžēl šķiet, ka tas neko daudz nemaina. Sensors, iespējams, pamostas pārāk bieži, lai nosūtītu savienojamu BLE reklāmas paketi, lai tālruņa lietotne justos labi reaģējoša. Programmatūra, iespējams, vienkārši nav ļoti gudra par to, kā tiek pārvaldīta jauda, veicot šo darbību.

Mēs varētu apskatīt programmaparatūru, lai redzētu, vai to varētu uzlabot, bet, protams, tas ir slēgta pirmkoda produkts. Varbūt mēs varētu uzrakstīt savu programmaparatūru un pavadošo lietotni, kas būtu forši un, iespējams, būtu saprātīga dažos lietošanas gadījumos, bet tas man ir pārāk daudz darba. Un vēl nav garantijas, ka mēs pat varam to darīt-procesoru var aizsargāt ar lasīšanu/rakstīšanu, vienreiz programmējamu utt.

2. ideja: izmantojiet lielāku akumulatoru

Šeit ir mans plāns A. Ja lieta manai gaumei uz monētu elementa ilgst ne pārāk ilgi, tad, izmetot tajā lielāku bateriju, tai vajadzētu kalpot mūžīgi.

Tāpēc tagad rodas jautājums, kādas akumulatora iespējas mums ir gan no fiziskā, gan elektriskā viedokļa?

Šajā gadījumā es vēlos pilnībā izpētīt iespējas. Tas nozīmē

1. Saraksta iespējas nosaka zemāko iespējamo akumulatora spriegumu, kad tas ir tuvu izlādētam
2. nosakiet augstāko iespējamo akumulatora spriegumu, kad tas ir svaigs
3. pārbaudiet, vai aparatūra, kuru mēs vēlamies darbināt, šajā diapazonā darbojas droši
4. uz šī pamata diskvalificēt iespējas

Mēs vēlamies apskatīt katras akumulatora opcijas datu lapas, atrast atbilstošo izlādes līkni un izvēlēties gan maksimālo vērtību, ko sensors redzēs, kad tā ir svaiga, gan minimālo vērtību, ko tā redzēs, kad baterijas ir izlādējušās. ir patvaļīgs punkts, no kura mēs varam izvēlēties līkni. Tā kā šis ir mazjaudas sensors un, iespējams, patērēs mikroampus, mēs varam vienkārši izvēlēties vislabāko līkni jebkurā datu lapā (ti, līkni ar zemāko testa slodzi).

2x sārmaini AA (vai AAA): tas šķiet ideāls sākotnējais nomaiņas variants, jo AA darbojas pie 1,5 V un 2x1,5 = 3. Energizer E91 datu lapa (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) rāda, ka svaigās ķēdes spriegums ir 1,5 un zemākais spriegums, kādu mēs varētu sagaidīt pēc> 90% pieejamās enerģijas izsmelšanas ir 0.8V. Ja mēs pārtrauktu pie 1.1, tas, iespējams, arī būtu diezgan labi. Tas dod mums sprieguma diapazonu no 2,2 V līdz 3 V normālai dzīvei vai no 1,6 V līdz 3 V pilnam mūžam.

2x NiMH AA (vai AAA): NiMH AA ir ļoti pieejami UN uzlādējami, tāpēc tas ir ideāli. Nejauša eneloop izlādes līkne, kuru es aplūkoju, saka 1.45V atvērtu ķēdi, līdz 1.15V pilnīgi mirušu vai 1.2V, ja mēs esam gatavi būt nedaudz atvieglinātāki. Tāpēc es teikšu, ka diapazons šeit ir aptuveni 2,4 V līdz 2,9 V.

Litija polimēru 1S iepakojums: ideālā pasaulē es vienkārši izmestu problēmu ar citu litiju. Man ir ķekars šūnu un daži piemēroti lādētāji. Un litijs nozīmē, ka arī akumulatora darbības ilguma indikators būs pareizs, vai ne? Ne tik ātri. Litija primārās šūnas izmanto atšķirīgu ķīmiju nekā uzlādējamās baterijas, un tām ir arī atšķirīga izlādes līkne. LiPos ir 3,7 V nominālie, bet patiešām svārstās starp kaut ko līdzīgu 4,2 V svaigu atvērtu ķēdi līdz 3,6 V respektabli mirušam. Tātad diapazonu mēs šeit sauksim par 3.6V-4.2V

2. solis: iekļūšana

Šādam modam faktiski var būt tā, ka mums galu galā nav jāiet tālāk nekā atverot akumulatora vāku. Mēs zinām, ka no plaukta izmantotais CR2032 ir 3 V akumulators, tāpēc jebkurai citai 3 V baterijai vajadzētu darboties lieliski. Varbūt degvielas mērītāja loģika sabojājas un % akumulatora darbības ilguma indikācija kļūst viltota, taču tas, iespējams, neietekmēs veiktspēju.

Šajā gadījumā mums ir jāpārbauda virkne iespēju, kas nozīmē, ka mums ir jāredz, kādai aparatūrai mēs cenšamies barot un vai tā ir saderīga, tāpēc mums ir jāiekļūst.

Aplūkojot sensora aizmuguri ar izslēgtu akumulatora vāciņu, mēs varam redzēt plastmasas šķelšanos, tāpēc akumulatora turētājs, iespējams, ir ieliktnis, kas iesprūst ap to esošajā apvalkā. Protams, ja spraugā iespiedīsim plakanu skrūvgriezi un pacelsimies uz augšu, gabals izleks uzreiz ārā. Es esmu norādījis ar bultiņām, kur atrodas fiksatori - ja jūs šausmināties šajās vietās, visticamāk, jūs nespraudīsit plastmasu vietās, kur ieliktnis ir vājš.

Kad plāksne ir ārā, mēs varam apskatīt galvenās sastāvdaļas un noteikt sprieguma saderību.

Uzreiz neizskatās, ka tur būtu kāds regulējums - viss darbojas tieši no akumulatora sprieguma. Attiecībā uz galvenajām sastāvdaļām mēs redzam:

• CC2450 BLE mikrokontrolleris
• HTU21D temperatūras/mitruma sensors
• SPI zibspuldze

No CC2450 datu lapas: 2-3.6V, 3.9V absolūtā maks

No HTU21D datu lapas: maks. 1,5-3,6 V

Es neuztraucos aplūkot SPI zibspuldzi, jo tas jau būtiski ierobežo mūsu iespējas. Tūlīt LiPo šūna ir beigusies - 4,2 V ar pilnu uzlādi apcep abus šos komponentus, un 3,7 nominālais ir par daudz mitruma sensoram. No otras puses, sārmaini AA darbosies labi, ar 2V ierobežojumu CC2450, kas nozīmē, ka sensors mirst, nepaliekot daudz dzīvības šūnās. Turklāt NiMH AA darbojas ideāli, sensors izslēdzas tikai tad, kad tie ir patiešām miruši kā durvju nagla.

3. darbība: veiciet mod

Tagad, kad mēs zinām, kādas ir mūsu iespējas, un vissvarīgāk, kādas tās nav, mēs varam sākt gatavot mod.

Es gribētu pieturēties pie maksimālas atkārtotas izmantošanas. Ideālā pasaulē mēs izgatavotu veselu akumulatora korpusu, kuram sensors vienkārši piestiprinās. Pagaidām mēs iesim mazliet vienkāršāk.

Mana ideja par minimāli invazīvu un maksimāli viegli izpildāmu ir izmantot mirušu CR2032 kā fiktīvu, lai turētu + un - vadus esošajiem kontaktiem.

Es izmantoju kādu vara lenti, lai izveidotu kontaktus, pielodēti pie atsevišķa AA turētāja. Piezīme. Starp varu un akumulatoru izmantojiet izolācijas lenti. Pat ja monētas šūna ir mirusi, tās īssavienojums joprojām var izraisīt noplūdi un koroziju. Pat ja jūs izmantojat vara lenti ar nevadošu izolāciju, jūs joprojām varat iegūt īssavienojumu, kas, kā es uzzināju, bija gadījums, kad akumulators sāka sakarst (DEAD akumulators, prātā). Esmu izmantojis kaptona lenti, kas ir ideāli piemērota šim uzdevumam.

Lai visu noturētu savās vietās, es tikai urbšu nelielu caurumu oriģinālajā akumulatora vāciņā un nododu akumulatora vadus caur to ārējam turētājam. Es izmantoju caurumu, kas ir lielāks, nekā sākotnēji plānoju, jo vāciņam ir nedaudz jāpagriežas, lai tas nofiksētos vietā.

Runājot par to, man pie rokas ir tikai 3xAAA bateriju turētājs, kad man ir nepieciešams 2x. Es to esmu padarījis par 2x, pievienojot pielodētu džempera vadu starp pirmo divu akumulatoru tālu galu - paskatieties pēdējā fotoattēla apakšā, ieskaitot akumulatora turētāju. Es to neiesaku, jo ir ļoti grūti pielodēt metālu uz akumulatora turētāja, to neizkausējot, bet es VARU panākt, lai tas darbotos.

4. solis: pabeigts

Gatavs mitruma mērīšanai skapī!