Как да хакнете температурен сензор за по -дълъг живот на батерията: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Inkbird IBS-TH1 е чудесно малко устройство за регистриране на температура и влажност за няколко часа или дни. Той може да бъде настроен да регистрира всяка секунда до всеки 10 минути и отчита данните през Bluetooth LE на смартфон с Android или iOS. Приложението е много стабилно, въпреки че липсват още една или две разширени функции, които бих искал да видя. За съжаление, най -големият проблем с този сензор е, че животът на батерията е МНОГО лош дори при този максимален 10 -минутен интервал на извадката.

Ето, искам да ви преведа през моя мисловен процес, за да направя нещо по въпроса!

Това е доста основен урок, описващ мисловния процес около проста електрическа модификация. Това е доста просто, но навлиза в малко подробности относно спецификациите на батерията, ако никога досега не сте се сблъсквали с това.

Консумативи

Най -важният/само задължителен бит:

Inkbird IBS-TH1

Вероятно ще използвам и други неща:

• Подходяща резервна батерия
• 3D принтер
• Проводима медна лента
• Изтощена батерия 2032

Стъпка 1: Планиране

Добре, тогава какъв е проблемът? Животът на батерията е лош. Какво можем да направим по въпроса?

Идея 1: Използвайте по -малко енергия

В един перфектен свят ще има настройка или нещо, което можем да променим, за да използваме по -малко енергия и да работим по -дълго. Знаем, че имаме контрол върху интервала на вземане на проби от сензора, но за съжаление изглежда, че няма голяма разлика. Сензорът вероятно се събужда твърде често, за да изпрати свързващ BLE рекламен пакет, така че приложението на телефона да се чувства като с добра реакция. Фърмуерът вероятно просто не е много умен за това как се управлява захранването около тази дейност.

Бихме могли да разгледаме фърмуера, за да видим дали това може да бъде подобрено, но разбира се това е продукт със затворен код. Може би бихме могли да напишем наш собствен фърмуер и придружаващо приложение, което би било готино и вероятно би било разумно за някои случаи на употреба, но това е прекалено много работа за мен. И все още няма гаранция, че дори можем да направим това-процесорът може да бъде защитен за четене/запис, еднократно програмируем и т.н.

Идея 2: Поставете по -голяма батерия

Това е моят план А тук. Ако вещта издържи не достатъчно дълго за моя вкус върху монетна клетка, хвърлянето на по-голяма батерия към нея трябва да я направи вечна.

Така че въпросът сега е какви възможности за батерия имаме, както от физическа, така и от електрическа гледна точка?

В този случай искам да проуча напълно опциите. Това означава

1. списъчните възможности определят възможно най -ниското напрежение на батерията, когато е близо до разредено
2. определете възможно най -високото напрежение на батерията, когато е прясно
3. проверете дали хардуерът, който искаме да захранваме, работи в този диапазон безопасно
4. дисквалифицират възможностите на тази основа

Ще искаме да разгледаме таблиците с данни за всяка опция за батерията, да намерим съответната крива на разреждане и да изберем както максималната стойност, която сензорът ще види, когато е свеж, така и минималната стойност, която ще види, когато батериите са „разредени“, което е произволна точка, която можем да отсечем от кривата. Тъй като това е сензор с ниска мощност и вероятно ще консумира микроампери, можем просто да изберем най-благоприятната крива във всеки лист с данни (т.е. кривата с най-ниско тестово натоварване).

2x алкални АА (или ААА): Това изглежда като идеална опция за заместване на базовата линия, тъй като АА работят при 1.5V и 2x1.5 = 3. Информационният лист Energizer E91 (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) ни показва, че напрежението на прясното отворено кръгче е 1,5 и най -ниското напрежение, което бихме очаквали да видим след изчерпване на> 90% от наличната енергия е 0.8V. Ако прекъснем на 1.1, това вероятно също би било добре. Това ни дава диапазон на напрежение от 2.2V до 3V за нормален живот или 1.6V до 3V за пълен живот.

2x NiMH AA (или AAAs): NiMH AA са високо достъпни и се зареждат, така че това е идеално. Случайна крива на разреждане на eneloop, която разглеждам, казва 1.45V отворена верига, до 1.15V съвсем мъртва, или 1.2V, ако желаем да бъдем малко по -спокойни. Така че ще кажа, че обхватът тук е около 2.4V до 2.9V

Литиево -полимерен пакет 1S: В перфектен свят просто бих хвърлил друг литий върху проблема. Имам куп клетки и няколко подходящи зарядни. А литият означава, че индикаторът за живота на батерията също ще бъде правилен, нали? Не толкова бързо. Литиевите първични клетки използват различна химия от акумулаторните батерии и също имат различна крива на разряд. LiPos са номинални 3.7V, но наистина се люлеят между нещо като 4.2V свежа отворена верига, до 3.6V респективно мъртва. Така че ще наречем диапазона тук 3.6V-4.2V

Стъпка 2: Влизане

Всъщност може да е така за такъв мод, че в крайна сметка не е нужно да отиваме по -далеч от отварянето на вратичката на батерията. Знаем, че използваният CR2032 от рафта е 3V батерия, така че всяка друга 3V батерия трябва да се справи добре. Може би логиката на габарита на горивото се счупва и индикацията за % живот на батерията става фалшив, но това вероятно няма да повлияе на производителността.

В този случай имаме куп опции за проверка, което означава, че ще трябва да видим какъв хардуер се опитваме да захранваме и дали е съвместим, така че ще трябва да влезем.

Гледайки задната част на сензора с изключен капак на батерията, можем да видим разделяне на пластмасата, така че държачът на батерията вероятно е вложка, която се впива в корпуса около него. Разбира се, ако вкараме плоска отвертка в пролуката и я издърпаме, парчето изскача. Посочих със стрелки къде са щраканията - ако се вкопчите в тези места, е по -малко вероятно да щракнете пластмаса там, където вложката е слаба.

С извадената платка можем да разгледаме основните компоненти и да определим съвместимостта на напрежението.

Веднага не изглежда, че има бордова регулация - всичко работи директно от напрежението на батерията. За основните компоненти виждаме:

• Микроконтролер CC2450 BLE
• HTU21D сензор за температура/влажност
• SPI Flash

От листа с данни CC2450: 2-3.6V, 3.9V абсолютен макс

От листа с данни HTU21D: 1,5-3,6 V макс

Не си направих труда да гледам SPI флаш, тъй като това вече ограничава значително нашите възможности. Веднага LiPo клетката е изключена - 4.2V при пълно зареждане ще изпържи и двата компонента, а номиналната 3.7 е твърде много за сензора за влажност. От друга страна, алкалните АА ще работят добре, като 2V прекъсване на CC2450 означава, че сензорът умира, без да остане твърде много живот в клетките. Освен това NiMH AA работят идеално, като сензорът се изключва само когато наистина са мъртви като врата.

Стъпка 3: Създаване на Mod

Сега, когато знаем какви са нашите възможности и най -важното какви не са, можем да започнем да правим мода.

Бих искал да се придържам към максимална повторна употреба. В един перфектен свят бихме направили цял корпус на батерията, върху който сензорът просто се поставя. Засега ще отидем малко по -просто.

Идеята ми за минимално инвазивен и максимално лесен за изпълнение е да използвам мъртъв CR2032 като манекен за задържане на + и - проводници на съществуващите контакти.

Използвах малко медна лента, за да направя контактите, запоени в отделен държач АА. Забележка: Използвайте изолационна лента между медта и батерията. Дори ако монетната клетка е мъртва, късото свързване може да доведе до изтичане и корозия. Дори ако използвате медна лента с непроводима изолация, все пак може да се окажете с късо съединение, което установих, че случаят, когато батерията ми започна да се нагрява (МРЕТНА батерия, ум). Използвах каптонова лента, която е идеална за тази задача.

За да задържа всичко на място, просто ще пробия малка дупка в оригиналния капак на батерията и ще прекарам проводниците на батерията през нея към външния държач. Използвах дупка, по -голяма, отколкото първоначално планирах, тъй като капачката трябва да се завърти леко, за да се фиксира на място.

Като говорим за това, имам под ръка само държач за батерия 3xAAA, когато това, от което се нуждая, е 2x. Превърнах се в 2x, като добавих запоена джъмперна жица между далечния край на първите две батерии - погледнете в долната част на последната снимка, включително държача на батерията. Не препоръчвам това, защото е много трудно да се запои към метала на държача на батерията, без да се разтопи, но УСПЕХ да го накарам да работи.

Стъпка 4: Готово

Готови за измерване на влажността в килера!