Kuidas häkkida temperatuuriandurit pikemaks aku elueaks: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Inkbird IBS-TH1 on suurepärane seade temperatuuri ja niiskuse registreerimiseks mõne tunni või päeva jooksul. Selle saab seadistada logima iga sekund kuni iga 10 minuti järel ja see edastab andmed Bluetooth LE kaudu android- või iOS -nutitelefonile. Rakendus on väga tugev, kuigi sellel puudub üks või kaks lisafunktsiooni, mida tahaksin näha. Kahjuks on selle anduri suurim probleem see, et aku tööiga on VÄGA kehv isegi selle maksimaalse 10 -minutilise prooviväljaga.

Siinkohal tahan ma teid oma mõttekäigust läbi viia, et sellega midagi ette võtta!

See on üsna lihtne õpetus, mis kirjeldab lihtsa elektrilise modifikatsiooni ümber toimuvat mõtlemisprotsessi. See on üsna lihtne, kuid läheb aku üksikasjade kohta natuke üksikasjalikuks, kui te pole seda varem kohanud.

Tarvikud

Kõige olulisem/ainus kohustuslik bitt:

Inkbird IBS-TH1

Tõenäoliselt kasutan ka muid asju:

• Sobiv aku
• 3D printer
• Juhtiv vask lint
• Aku 2032 tühi

Samm: planeerimine

Ok, milles siis asi? Aku kestvus on halb. Mida me saaksime selle vastu teha?

Idee 1: kasutage vähem energiat

Täiuslikus maailmas oleks seade või midagi, mida saaksime muuta, et kasutada lihtsalt vähem energiat ja töötada kauem. Me teame, et meil on andurite proovivõtmise intervalli üle kontroll, kuid kahjuks ei tundu see suurt midagi muutvat. Andur ärkab tõenäoliselt liiga sageli, et saata ühendatav BLE reklaamipakett, nii et telefonirakendus tunneb, et see reageerib hästi. Püsivara pole ilmselt lihtsalt eriti tark selle tegevuse ümber võimsuse haldamisel.

Võiksime vaadata püsivara, et näha, kas seda saab parandada, kuid loomulikult on see suletud lähtekoodiga toode. Võiksime võib -olla kirjutada oma püsivara ja kaasrakenduse, mis oleks lahe ja arvatavasti mõne kasutusjuhtumi puhul mõistlik, kuid see on minu jaoks liiga palju tööd. Ja pole veel garantiid, et saame seda isegi teha-protsessor võib olla lugemis-/kirjutuskaitsega, ühekordselt programmeeritav jne.

2. idee: kasutage suuremat akut

See on minu plaan A siin. Kui asi kestab minu maitse jaoks mündianduril mitte piisavalt kaua, peaks suurema aku peale viskamine selle igaveseks kestma.

Nüüd on küsimus selles, millised aku võimalused on meil nii füüsilisest kui ka elektrilisest seisukohast?

Sel juhul tahan võimalusi täielikult uurida. See tähendab

1. nimekirja võimalused määravad madalaima võimaliku aku pinge tühjenemise lähedal
2. määrake võimalikult kõrge aku pinge värskena
3. veenduge, et riistvara, mida tahame toita, töötab selles vahemikus ohutult
4. selle alusel võimalused diskvalifitseerida

Soovime vaadata iga aku valiku andmelehti, leida asjakohane tühjenemiskõver ja valida nii maksimaalse väärtuse, mida andur värskena näeb, kui ka minimaalse väärtuse, mida ta näeb patareide tühjenemise korral. on suvaline punkt, mille saame kõverast välja valida. Kuna see on väikese energiatarbega andur ja tõenäoliselt tarbib mikroampe, saame lihtsalt valida mis tahes andmelehe kõige soodsama kõvera (st madalaima testkoormusega kõvera).

2x leeliselised AA -d (või AAA -d): see tundub ideaalne baasvariant, kuna AA -d töötavad 1,5 V ja 2x1,5 = 3 juures. Energizer E91 andmeleht (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) näitab meile, et värske avatud vooluahela pinge on 1,5 ja madalaim pinge, mida me pärast 90% olemasoleva energia ammendamist eeldame on 0.8V. Kui katkestada kell 1.1, oleks see ilmselt ka päris OK. See annab meile pingevahemiku 2.2V kuni 3V korraliku elu jaoks või 1.6V kuni 3V täieliku eluea jaoks.

2x NiMH AA -d (või AAA -d): NiMH AA -d on hästi saadaval ja laetavad, nii et see on ideaalne. Juhuslik eneloop -tühjenemiskõver, mida ma vaatan, ütleb 1,45 V avatud vooluahela, kuni 1,15 V üsna täielikult surnuks või 1,2 V, kui oleme valmis veidi lõdvestuma. Nii et ma ütlen, et siin on vahemik umbes 2,4 V kuni 2,9 V.

Liitiumpolümeeri 1S pakend: täiuslikus maailmas viskaksin probleemi lahendamiseks teise liitiumiga. Mul on hunnik elemente ja paar sobivat laadijat. Ja liitium tähendab, et ka aku tööea indikaator on õige, eks? Mitte nii kiiresti. Liitiumprimaarelemendid kasutavad teistsugust keemiat kui laetavad ja neil on ka erinev tühjenemiskõver. LiPos on nominaalne 3,7 V, kuid tõepoolest kõigub 4,2 V värske avatud vooluahela vahel kuni 3,6 V auväärselt surnuks. Seega nimetame siin vahemikku 3.6V-4.2V

2. samm: sisenemine

Sellise modi puhul võib tegelikult juhtuda, et me ei pea lõpuks kaugemale minema kui aku luugi avamine. Me teame, et riiulilt kasutatav CR2032 on 3 V aku, nii et mis tahes muu 3 V aku peaks hästi toimima. Võib -olla rikub kütusemõõturi loogika ja aku tööea % näit muutub võltsiks, kuid see tõenäoliselt ei mõjuta jõudlust.

Sel juhul on meil kontrollimiseks palju võimalusi, mis tähendab, et peame vaatama, millist riistvara me püüame toita ja kas see ühildub, nii et peame sisse logima.

Vaadates anduri tagakülge, kui patareikaas on välja lülitatud, näeme plastikust lõhenemist, nii et akuhoidik on tõenäoliselt sisestus, mis klõpsab ümber selle ümbrise. Tõepoolest, kui paneme lameda kruvikeeraja pilusse ja tõmbame üles, hüppab tükk kohe välja. Olen nooltega märkinud, kus klõpsud asuvad - kui te nendes kohtades torkate, klõpsate plastikust vähem, kui sisestus on nõrk.

Kui plaat on väljas, saame vaadata peamisi komponente ja määrata pinge ühilduvuse.

Kohe ei paista, et pardal oleks mingit regulatsiooni - kõik töötab otse aku pingest. Peamiste komponentide puhul näeme järgmist:

• CC2450 BLE mikrokontroller
• HTU21D temperatuuri/niiskuse andur
• SPI Flash

CC2450 andmelehelt: 2-3.6V, 3.9V absoluutne maks

HTU21D andmelehelt: maksimaalselt 1,5-3,6 V

Ma ei viitsinud vaadata SPI välku, kuna see piirab juba meie võimalusi oluliselt. Kohe on LiPo -element väljas - täislaadimisel 4,2 V praeb mõlemad komponendid läbi ja nominaalne 3,7 on niiskusandurile igatahes liiga palju. Teisest küljest töötavad leeliselised AA -d hästi, CC2450 2V katkestus tähendab, et andur sureb, ilma et rakkudesse jääks liiga palju elu. Lisaks töötavad NiMH AA -d ideaalselt, andur lülitub välja alles siis, kui nad on uksena naeratusena surnud.

Samm: modifikatsiooni tegemine

Nüüd, kui me teame, millised on meie võimalused ja mis kõige tähtsam, millised need ei ole, saame hakata modifikatsiooni tegelikult tegema.

Tahaksin jääda maksimaalse korduvkasutuse juurde. Ideaalses maailmas teeksime terve aku korpuse, mille külge andur lihtsalt kinni paneb. Praegu teeme natuke lihtsamaks.

Minu idee minimaalselt invasiivseks ja maksimaalselt hõlpsasti teostatavaks on surnud CR2032 kasutamine mannekeenina olemasolevate kontaktide + ja - juhtmete hoidmiseks.

Kasutasin kontaktide tegemiseks mõnda vaskteipi, joodetud eraldi AA hoidikusse. Märkus: kasutage vase ja aku vahel isoleerlinti. Isegi kui mündirakk on surnud, võib selle lühistamine siiski põhjustada lekkeid ja korrosiooni. Isegi kui kasutate mittejuhtiva isolatsiooniga vaskteipi, võib teil ikkagi tekkida lühis, millest sain teada, kui see juhtus siis, kui aku hakkas kuumutama (SURNUD aku, meeles). Olen kasutanud kaptonlinti, mis on selle ülesande jaoks ideaalne.

Kõigi paigal hoidmiseks kavatsen puurida algse patareikaane sisse väikese augu ja juhtida aku juhtmed selle kaudu välisele hoidikule. Kasutasin ava, mis oli suurem kui algselt plaanisin, kuna kork peab oma kohale lukustamiseks veidi pöörlema.

Sellest rääkides on mul käepärast ainult 3xAAA patareipesa, kui vajan 2x. Olen teinud selle 2x, lisades kahe esimese patarei kaugema otsa vahele joodetud hüppajajuhtme - vaadake selle viimase foto alumist osa, kaasa arvatud akuhoidik. Ma ei soovita seda, sest patareipesa metalli külge jootmine ilma seda sulamata on väga raske, kuid ma suutsin selle tööle panna.

Samm: lõpetatud

Valmis kapis niiskuse mõõtmiseks!