Hoe u 'n temperatuursensor kan hack vir 'n langer batterylewe: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die Inkbird IBS-TH1 is 'n wonderlike klein toestel om temperatuur en humiditeit oor 'n paar uur of dae aan te meld. Dit kan ingestel word om elke sekonde tot elke 10 minute aan te meld, en dit rapporteer die data via Bluetooth LE aan 'n Android- of iOS -slimfoon. Die app is baie solied, hoewel dit nog een of twee gevorderde funksies ontbreek wat ek graag wil sien. Ongelukkig is die grootste probleem met hierdie sensor dat die batterylewe BAIE swak is, selfs met die maksimum monsterinterval van 10 minute.

Hier wil ek u deur my denkproses neem om iets daaraan te doen!

Dit is 'n redelik basiese handleiding waarin die denkproses rondom 'n eenvoudige elektriese aanpassing uiteengesit word. Dit is redelik eenvoudig, maar gee 'n bietjie detail oor batteryspesifikasies as u dit nog nooit teëgekom het nie.

Voorrade

Die belangrikste/enigste verpligte bietjie:

Inkbird IBS-TH1

Ander dinge wat ek waarskynlik sal gebruik:

• Geskikte vervangingsbattery
• 3D -drukker
• Geleidende koperband
• Dooie 2032 battery

Stap 1: Beplanning

Ok, so wat is die probleem? Die batterylewe is sleg. Wat kan ons daaraan doen?

Idee 1: Gebruik minder krag

In 'n perfekte wêreld is daar 'n omgewing of iets wat ons kan verander om net minder krag te gebruik en langer te werk. Ons weet ons het beheer oor die sensormonsterinterval, maar dit lyk ongelukkig nie veel nie. Die sensor word waarskynlik te gereeld wakker om 'n verbindbare BLE -advertensiepakket te stuur sodat die telefoonprogram voel dat dit goed reageer. Die firmware is waarskynlik net nie baie slim oor hoe krag tydens hierdie aktiwiteit bestuur word nie.

Ons kan na die firmware kyk of dit verbeter kan word, maar dit is natuurlik 'n geslote bronproduk. Ons kan miskien ons eie firmware- en metgesel -app skryf, wat cool sou wees en waarskynlik redelik sou wees in sommige gevalle, maar dit is te veel werk vir my. En daar is nog geen waarborg dat ons dit kan doen nie-die verwerker kan lees-/skryfbeveilig wees, eenmalig programmeerbaar, ens.

Idee 2: Gryp 'n groter battery aan

Dit is my plan A hier. As die ding nie heeltemal lank genoeg is vir my smaak op 'n muntstuk nie, moet 'n groter battery daardeur gegooi word.

Die vraag is dus: watter battery -opsies het ons, beide fisies en elektries?

In hierdie geval wil ek die opsies volledig ondersoek. Dit beteken

1. lysmoontlikhede bepaal die laagste moontlike batteryspanning wanneer dit naby ontlaai is
2. bepaal die hoogste moontlike batteryspanning wanneer dit vars is
3. verifieer dat die hardeware wat ons wil dryf veilig in die reeks werk
4. diskwalifiseer moontlikhede op hierdie basis

Ons wil na die gegewensblaaie vir elke battery -opsie kyk, die relevante ontladingskurwe vind en die maksimum waarde wat die sensor sal sien as dit vars is, sowel as die minimum waarde wat dit sal sien wanneer die batterye 'ontladen' is, uitkies, wat is 'n arbitrêre punt wat ons uit die kromme kan haal. Aangesien dit 'n lae-krag sensor is en waarskynlik mikroampe sal verbruik, kan ons eenvoudig die gunstigste kromme in enige datablad kies (dit wil sê die kromme met die laagste toetslading).

2x alkaliese AA's (of AAA's): Dit lyk na 'n ideale basislynvervangingsopsie, aangesien AA's op 1,5V werk en 2x1,5 = 3. Die Energizer E91 -datablad (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) wys ons dat die vars oopkringspanning 1.5 is en die laagste spanning wat ons sou verwag om te sien nadat ons> 90% van die beskikbare energie uitgeput was is 0.8V. As ons met 1.1 afsny, sal dit waarskynlik ook goed wees. Dit gee ons 'n spanningsbereik van 2.2V tot 3V vir 'n goeie lewe, of 1.6V tot 3V vir die volle lewe.

2x NiMH AA's (of AAA's): NiMH AA's is hoogs beskikbaar EN herlaaibaar, so dit is ideaal. 'N Willekeurige eneloop -afvoerkromme waarna ek kyk, sê 1.45V oop stroombaan, tot 1.15V heeltemal dood, of 1.2V as ons bereid is om 'n bietjie meer ontspanne te wees. Ek sal dus sê dat die reeks hier ongeveer 2,4V tot 2,9V is

Lithium Polymer 1S Pack: In 'n perfekte wêreld sou ek net 'n ander litium na die probleem gooi. Ek het 'n klomp selle en 'n paar geskikte laaiers. En litium beteken dat die aanwyser van die batterylewe ook korrek is, nie waar nie? Nie so vinnig nie. Litium primêre selle gebruik 'n ander chemie as herlaaibare, en het ook 'n ander ontladingskurwe. LiPos is 3,7V nominaal, maar swaai regtig tussen iets soos 'n vars oop kring van 4,2V, na respeklik 3,6V. Dus noem ons die reeks hier 3,6V-4,2V

Stap 2: Gaan in

Dit kan eintlik die geval wees met 'n model soos hierdie, dat ons uiteindelik nie verder hoef te gaan as om die batteryklep oop te maak nie. Ons weet dat die CR2032 wat van die rak af gebruik word, 'n 3V -battery is, dus moet enige ander 3V -battery goed werk. Miskien breek die logika van die brandstofmeter en die aanduiding van die batterylewe in % word vals, maar dit beïnvloed waarskynlik nie die werkverrigting nie.

In hierdie geval het ons 'n klomp opsies om na te gaan, wat beteken dat ons moet kyk watter hardeware ons probeer dryf en as dit versoenbaar is, dus moet ons inkom.

As ons aan die agterkant van die sensor kyk terwyl die batteryklep af is, kan ons 'n skeuring in die plastiek sien, sodat die batteryhouer waarskynlik 'n insetsel is wat in die dop omring. Sekerlik, as ons 'n plat skroewedraaier in die gaping steek en losmaak, spring die stuk reguit uit. Ek het met pyle aangedui waar die snaps is - as jy op hierdie plekke gryp, is dit minder geneig om plastiek te slaan waar die insetsel swak is.

Met die bord uit, kan ons na die belangrikste komponente kyk en die verenigbaarheid van die spanning bepaal.

Dit lyk nie asof daar enige regulasies aan boord is nie - alles werk direk vanaf die batteryspanning. Vir die belangrikste komponente sien ons:

• CC2450 BLE -mikrobeheerder
• HTU21D Temp/humiditeitsensor
• SPI Flash

Uit die CC2450-datablad: 2-3.6V, 3.9V absolute maks

Uit die HTU21D-datablad: maks. 1,5-3,6V

Ek het nie die moeite gedoen om na die SPI -flits te kyk nie, aangesien dit ons opsies aansienlik beperk. Die LiPo -sel is dadelik uit - 4.2V by volle lading braai albei hierdie komponente, en 3,7 nominaal is in elk geval te veel vir die humiditeitsensor. Aan die ander kant sal die alkaliese AA's goed werk, met 'n 2V -afsny op die CC2450, wat beteken dat die sensor sterf sonder dat daar te veel lewe in die selle oorbly. Verder werk die NiMH AA's ideaal, met die sensor wat eers afgeskakel word sodra hulle regtig as 'n deurnael dood is.

Stap 3: Maak die mod

Noudat ons weet wat ons opsies is, en die belangrikste, wat hulle nie is nie, kan ons eintlik die mod maak.

Ek wil graag by die maksimum herbruikbaarheid bly. In 'n volmaakte wêreld sou ons 'n hele batterybehuizing maak waarop die sensor pas. Vir eers gaan ons 'n bietjie eenvoudiger.

My idee vir minimaal indringend en maksimum maklik om uit te voer, is om 'n dooie CR2032 as 'n dummy te gebruik om + en - leidrade op die bestaande kontakte vas te hou.

Ek het 'n paar koperband gebruik om die kontakte te maak, vasgemaak aan 'n aparte AA -houer. Let wel: Gebruik isolerende band tussen die koper en die battery. Selfs as die muntstuk dood is, kan die kortsluiting steeds lei tot lekkasie en korrosie. Selfs as u koperband met nie-geleidende isolasie gebruik, kan u steeds 'n kort korting kry, wat ek agtergekom het toe my battery begin opwarm het ('n DOOD-battery). Ek het kaptonband gebruik, wat ideaal is vir hierdie taak.

Om alles in plek te hou, gaan ek net 'n klein gaatjie in die oorspronklike batteryklep boor en die batterydrade daardeur na die eksterne houer lei. Ek het 'n gat groter gebruik as wat ek oorspronklik beplan het, aangesien die dop effens moet draai om vas te hou.

As ek daarvan praat, het ek slegs 'n 3xAAA -batteryhouer byderhand, as ek 'n 2x nodig het. Ek het 'n 2x gemaak deur 'n gesoldeerde jumperdraad tussen die verste punt van die eerste twee batteies by te voeg - kyk onderaan die laaste foto, insluitend die batteryhouer. Ek beveel dit nie aan nie, want dit is baie moeilik om aan die metaal op die batteryhouer te soldeer sonder om dit te smelt, maar ek kon dit laat werk.

Stap 4: klaar

Klaar om die humiditeit in die kas te meet!