Kako vdreti v temperaturni senzor za daljšo življenjsko dobo baterije: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Inkbird IBS-TH1 je odlična naprava za beleženje temperature in vlažnosti v nekaj urah ali dneh. Nastavimo ga lahko za vsako sekundo do vsakih 10 minut, podatke pa prek Bluetootha LE poroča pametnemu telefonu Android ali iOS. Aplikacija je zelo solidna, čeprav manjka ena ali dve naprednejši funkciji, ki bi jih rad videl. Na žalost je največja težava tega senzorja, da je življenjska doba baterije ZELO slaba tudi pri tem največ 10 -minutnem intervalu vzorčenja.

Tukaj vas želim popeljati skozi svoj miselni proces, kako narediti nekaj glede tega!

To je precej osnovna vadnica, ki podrobno opisuje miselni proces okoli preproste električne spremembe. To je precej preprosto, vendar gre v podrobnosti o specifikacijah baterije, če tega še niste srečali.

Zaloge

Najpomembnejši/samo obvezen bit:

Inbbird IBS-TH1

Druge stvari, ki jih bom verjetno uporabil:

• Primerna nadomestna baterija
• 3D tiskalnik
• Prevodni bakreni trak
• Baterija 2032 je prazna

1. korak: Načrtovanje

V redu, kaj je torej sporno? Življenjska doba baterije je slaba. Kaj bi lahko storili glede tega?

1. ideja: porabite manj energije

V popolnem svetu bi obstajala nastavitev ali nekaj, kar bi lahko spremenili, da bi preprosto porabili manj energije in delovali dlje. Vemo, da imamo nadzor nad intervalom vzorčenja senzorja, vendar se na žalost ne zdi veliko. Senzor se verjetno prepogosto prebuja, da bi poslal povezljiv oglaševalski paket BLE, tako da se zdi, da ima aplikacija za telefon dobro odzivnost. Vdelana programska oprema verjetno ni ravno pametna glede načina upravljanja moči pri tej dejavnosti.

Lahko bi pogledali vdelano programsko opremo, če bi to lahko izboljšali, vendar je to seveda izdelek zaprte kode. Morda bi lahko napisali svojo lastno vdelano programsko opremo in spremljevalno aplikacijo, kar bi bilo kul in verjetno bi bilo smiselno za nekatere primere uporabe, vendar je to zame preveč dela. Nobenega jamstva še ni, da lahko to storimo-procesor je lahko zaščiten pred branjem/pisanjem, enkratno programiran itd.

Ideja 2: Priključite večjo baterijo

To je moj načrt A tukaj. Če stvar traja premalo dolgo za moj okus na kovancu, bi z metanjem večje baterije nanjo zdržala večno.

Zdaj se postavlja vprašanje, kakšne možnosti baterije imamo tako s fizičnega kot z električnega vidika?

V tem primeru želim v celoti raziskati možnosti. To pomeni

1. seznam možnosti določa najnižjo možno napetost akumulatorja, ko je skoraj prazen
2. določite najvišjo možno napetost akumulatorja, ko je svež
3. preverite, ali strojna oprema, ki jo želimo napajati, deluje v tem območju varno
4. na tej podlagi diskvalificirati možnosti

Pogledali bomo podatkovne liste za vsako možnost baterije, našli ustrezno krivuljo praznjenja in izbrali največjo vrednost, ki jo bo senzor videl, ko je sveža, in najmanjšo vrednost, ki jo bo videl, ko bodo baterije "izpraznjene", kar je poljubna točka, ki jo lahko izločimo iz krivulje. Ker je to tipalo z nizko porabo energije in bo verjetno porabilo mikroampere, lahko preprosto izberemo najugodnejšo krivuljo v katerem koli podatkovnem listu (tj. Krivuljo z najnižjo preskusno obremenitvijo).

2x alkalni AA (ali AAA): To se zdi idealna osnovna možnost zamenjave, saj AA delujejo pri 1.5V in 2x1.5 = 3. Podatkovni list Energizer E91 (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) nam pokaže, da je napetost svežega odprtega tokokroga 1,5 in najnižja napetost, ki bi jo pričakovali po izčrpanju> 90% razpoložljive energije je 0,8V. Če odrežemo na 1,1, bi bilo to verjetno tudi v redu. To nam daje napetostni razpon od 2,2 V do 3 V za normalno življenje ali 1,6 V do 3 V za polno življenje.

2x NiMH AA (ali AAA): NiMH AA so zelo dostopni in se lahko polnijo, zato je to idealno. Naključna krivulja razelektritve eneloop, ki jo gledam, pravi 1,45 V odprto vezje, do 1,15 V povsem mrtvo, ali 1,2 V, če smo pripravljeni biti nekoliko bolj sproščeni. Zato bom rekel, da je obseg tukaj približno 2,4 V do 2,9 V.

Paket litijevega polimera 1S: V popolnem svetu bi v problem vrgel le še en litij. Imam kup celic in nekaj primernih polnilcev. Litij pomeni, da bo tudi indikator življenjske dobe baterije pravilen, kajne? Ne tako hitro. Litijeve primarne celice uporabljajo drugačno kemijo kot akumulatorji in imajo tudi drugačno krivuljo izpusta. LiPos so nominalni 3,7 V, vendar se resnično gibljejo med nečim, kot je 4,2 V sveže odprto vezje, do 3,6 V občutno mrtvo. Zato bomo tukaj imenovali doseg 3,6V-4,2V

2. korak: Vstop

Morda dejansko velja za takšen način, da nam na koncu ni treba iti dlje od odpiranja vrat baterije. Vemo, da je CR2032, ki se uporablja s police, 3V baterija, zato bi morala biti vsaka druga 3V baterija v redu. Morda se logika merilnika goriva zlomi in indikator % življenjske dobe baterije postane lažen, vendar to verjetno ne bo vplivalo na zmogljivost.

V tem primeru imamo na voljo kopico možnosti za preverjanje, kar pomeni, da bomo morali preveriti, katero strojno opremo poskušamo napajati in ali je združljiva, zato se bomo morali prijaviti.

Če pogledamo zadnji del senzorja z odstranjenim pokrovom za baterije, lahko opazimo razcep plastike, zato je držalo baterije verjetno vložek, ki se zaskoči v lupino okoli njega. Seveda, če v režo vstavimo izvijač z ravnim rezilom in ga dvignemo, bo kos pokazal ven. S puščicami sem označil, kje so zaskočki - če na teh mestih vlečete, je manj verjetno, da boste na šibkem vložku zaskočili plastiko.

Brez plošče lahko pogledamo glavne komponente in ugotovimo združljivost napetosti.

Takoj se zdi, da ni nobenih predpisov na vozilu - vse deluje neposredno iz napetosti akumulatorja. Za glavne komponente vidimo:

• Mikrokrmilnik CC2450 BLE
• Senzor temperature/vlažnosti HTU21D
• SPI Flash

Iz podatkovnega lista CC2450: 2-3,6 V, 3,9 V absolutno maks

Iz podatkovnega lista HTU21D: 1,5-3,6 V max

Nisem si prizadeval pogledati SPI bliskavice, saj to že močno omejuje naše možnosti. Takoj je LiPo celica izklopljena - 4,2 V pri polni napolnjenosti bo opeklo obe komponenti, nominalnih 3,7 pa je vseeno preveč za senzor vlažnosti. Po drugi strani pa bodo alkalni AA -ji delovali v redu, z 2V -prekinitvijo na CC2450, kar pomeni, da senzor umre, ne da bi v celicah ostalo preveč življenja. Poleg tega NiMH AA delujejo idealno, senzor se izklopi šele, ko so res mrtvi kot vrata.

3. korak: Ustvarjanje mod

Zdaj, ko vemo, kakšne so naše možnosti in kar je najpomembneje, kaj niso, se lahko lotimo izdelave modusa.

Rad bi se držal največje možnosti ponovne uporabe. V popolnem svetu bi naredili celo ohišje akumulatorja, na katerega senzor le pritrdi. Za zdaj bomo šli nekoliko bolj preprosto.

Moja ideja za minimalno invazivno in maksimalno enostavno izvedbo je uporaba mrtvega CR2032 kot lutke za držanje vodnikov + in - na obstoječih stikih.

Za vzpostavitev stikov sem uporabil nekaj bakrenega traku, spajkanega na ločeno držalo AA. Opomba: Uporabite izolacijski trak med bakrom in baterijo. Tudi če je kovanca mrtva, lahko pride do kratkega stika z njo do puščanja in korozije. Tudi če uporabljate bakreni trak z neprevodno izolacijo, lahko še vedno pride do kratkega spota, za katerega sem ugotovil, da se je zgodil, ko se je moja baterija segrela (UMREŽNA baterija, pamet). Uporabil sem kaptonski trak, ki je idealen za to nalogo.

Če želite vse držati na mestu, bom samo izvrtal majhno luknjo v originalnem pokrovu baterije in skozi to napeljal žice akumulatorja do zunanjega držala. Uporabil sem luknjo, večjo, kot sem sprva načrtoval, saj se mora pokrovček nekoliko zasukati, da se zaskoči.

Ko smo že pri tem, pri roki imam samo držalo za baterije 3xAAA, ko potrebujem 2x. Izdelal sem 2x, tako da sem med skrajnima prvima dvema baterijama dodal spajkano skakalno žico - poglejte spodnji del zadnje fotografije, vključno z držalom baterije. Tega ne priporočam, ker je zelo težko spajkati na kovino na nosilcu baterije, ne da bi ga stopil, vendar mi je uspelo delovati.

4. korak: Končano

Pripravljeno za merjenje vlažnosti v omari!