როგორ გავტეხოთ ტემპერატურის სენსორი ბატარეის ხანგრძლივობისთვის: 4 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

Inkbird IBS-TH1 არის შესანიშნავი პატარა მოწყობილობა ტემპერატურისა და ტენიანობის აღსაწერად რამდენიმე საათის ან დღის განმავლობაში. ის შეიძლება დარეგისტრირდეს ყოველ წამში ყოველ 10 წუთში და ის აცნობებს მონაცემებს Bluetooth LE– ით ანდროიდულ ან iOS სმარტფონზე. აპლიკაცია ძალიან მყარია, თუმცა მას აკლია ერთი ან ორი მოწინავე ფუნქცია, რომლის ნახვაც მსურს. სამწუხაროდ, ამ სენსორთან ყველაზე დიდი პრობლემა იმაში მდგომარეობს, რომ ბატარეის სიმძლავრე ძალიან დაბალია თუნდაც ნიმუშის მაქსიმალური 10 წუთიანი ინტერვალით.

აი, მინდა გაგიწიოთ ჩემი აზროვნების პროცესში, რომ რაიმე გააკეთოთ ამის შესახებ!

ეს არის საკმაოდ ძირითადი გაკვეთილი, რომელიც ასახავს აზროვნების პროცესს მარტივი ელექტრული მოდიფიკაციის გარშემო. ეს საკმაოდ მარტივია, მაგრამ ცოტა დეტალურად არის აღწერილი ბატარეის მახასიათებლების შესახებ, თუ აქამდე არასოდეს შეგხვედრიათ.

მარაგები

ყველაზე მნიშვნელოვანი/მხოლოდ სავალდებულო ბიტი:

Inkbird IBS-TH1

სხვა ნივთებს, რომლებსაც ალბათ ვიყენებ:

• შესაფერისი შემცვლელი ბატარეა
• 3D პრინტერი
• გამტარ სპილენძის ლენტი
• მკვდარი 2032 ბატარეა

ნაბიჯი 1: დაგეგმვა

კარგი, რაშია საქმე? ბატარეის ხანგრძლივობა ცუდია. რა შეგვეძლო ამის გაკეთება?

იდეა 1: გამოიყენეთ ნაკლები ენერგია

სრულყოფილ სამყაროში იქნება რაღაც ისეთი, რისი შეცვლაც ჩვენ შეგვიძლია, რათა გამოვიყენოთ ნაკლები ენერგია და ვიმუშაოთ უფრო დიდხანს. ჩვენ ვიცით, რომ ჩვენ გვაქვს კონტროლი სენსორის შერჩევის ინტერვალზე, მაგრამ სამწუხაროდ, როგორც ჩანს, მას დიდი სხვაობა არ აქვს. სენსორი ალბათ ძალიან ხშირად იღვიძებს, რომ გამოაგზავნოს BLE სარეკლამო პაკეტი, რათა ტელეფონის აპლიკაციამ იგრძნოს, რომ მას აქვს კარგი რეაგირება. Firmware ალბათ არ არის ძალიან ჭკვიანი იმის შესახებ, თუ როგორ ხდება ენერგიის მართვა ამ საქმიანობის გარშემო.

ჩვენ შეგვიძლია შევხედოთ firmware- ს, რომ ნახოთ შესაძლებელია თუ არა მისი გაუმჯობესება, მაგრამ რა თქმა უნდა, ეს არის დახურული წყაროს პროდუქტი. ჩვენ შეგვიძლია დავწეროთ ჩვენი საკუთარი firmware და თანმხლები აპლიკაცია, რომელიც იქნება მაგარი და ალბათ გონივრული იქნება ზოგიერთი გამოყენების შემთხვევაში, მაგრამ ეს ჩემთვის ძალიან ბევრი სამუშაოა. და ჯერ არ არსებობს გარანტია, რომ ჩვენ ამის გაკეთებაც კი შეგვიძლია-პროცესორი შეიძლება იყოს წაკითხული/ჩაწერილი დაცული, ერთჯერადი პროგრამირებადი და ა.

იდეა 2: გამოიყენეთ უფრო დიდი ბატარეა

ეს არის ჩემი გეგმა A აქ. თუ ეს ნივთი არც ისე დიდხანს გაგრძელდება ჩემი გემოვნებისთვის მონეტის უჯრედზე, მასზე უფრო დიდი ბატარეის სროლა მას სამუდამოდ გახდის.

ასე რომ, კითხვა ახლა არის, რა ბატარეის პარამეტრები გვაქვს, როგორც ფიზიკური, ასევე ელექტრული თვალსაზრისით?

ამ შემთხვევაში, მე მინდა სრულად შეისწავლონ პარამეტრები. Ეს ნიშნავს

1. სიის შესაძლებლობები განსაზღვრავს ბატარეის ყველაზე დაბალ ძაბვას, როდესაც ის ახლოვდება
2. განსაზღვრეთ ბატარეის მაქსიმალური შესაძლო ძაბვა ახლის დროს
3. შეამოწმეთ, რომ ტექნიკა, რომლის ჩართვაც გვინდა, იმ დიაპაზონში უსაფრთხოდ მუშაობს
4. შესაძლებლობების დისკვალიფიკაცია ამ საფუძველზე

ჩვენ გვსურს შევხედოთ მონაცემთა ფურცლებს ბატარეის თითოეული ვარიანტისთვის, ვიპოვოთ შესაბამისი გამონადენის მრუდი და შევარჩიოთ როგორც მაქსიმალური მნიშვნელობა, რომელსაც სენსორი დაინახავს ახლის დროს, ასევე მინიმალური მნიშვნელობა, რომელიც ნახავს ბატარეების "დატენვისას", რაც არის თვითნებური წერტილი, რომელსაც ვიღებთ მრუდის ამოსაღებად. ვინაიდან ეს არის დაბალი სიმძლავრის სენსორი და სავარაუდოდ მოიხმარს მიკროამულებს, ჩვენ შეგვიძლია უბრალოდ ავირჩიოთ ყველაზე ხელსაყრელი მრუდი ნებისმიერ ცხრილში (ანუ მრუდი ყველაზე დაბალი ტესტის დატვირთვით).

2x ტუტე AA (ან AAA): ეს იდეალური საწყისი ჩანაცვლების ვარიანტს ჰგავს, ვინაიდან AA– ები მუშაობენ 1.5V და 2x1.5 = 3. Energizer E91 მონაცემთა ცხრილი (https://data.energizer.com/pdfs/e91.pdf) გვიჩვენებს, რომ ახალი ღია წრედის ძაბვა არის 1.5, ხოლო ყველაზე დაბალი ძაბვა, რომელსაც ჩვენ ველოდებით ენერგიის ამოწურვის> 90% -ის შემდეგ არის 0.8V თუ 1.1 -ზე გავთიშავთ, ეს ალბათ საკმაოდ კარგი იქნება. ეს გვაძლევს ძაბვის დიაპაზონს 2.2V– დან 3V– მდე ნორმალური ცხოვრებისთვის, ან 1.6V– დან 3V– მდე სრული სიცოცხლისთვის.

2x NiMH AAs (ან AAAs): NiMH AAs ძალიან ხელმისაწვდომი და მრავალჯერადი დატენვაა, ასე რომ იდეალურია. შემთხვევითი eneloop განმუხტვის მრუდი მე ვუყურებ ამბობს 1.45V ღია ჩართვა, 1.15V საკმაოდ სრულად მკვდარი, ან 1.2V თუ ჩვენ გვსურს ვიყოთ ცოტა უფრო მოდუნებული. ასე რომ, მე ვიტყვი, რომ დიაპაზონი აქ არის დაახლოებით 2.4V– დან 2.9V– მდე

ლითიუმის პოლიმერული 1S პაკეტი: სრულყოფილ სამყაროში მე უბრალოდ სხვა ლითიუმს დავაყენებდი პრობლემას. მე მაქვს რამდენიმე უჯრედი და რამდენიმე შესაფერისი დამტენი. და ლითიუმი ნიშნავს რომ ბატარეის მაჩვენებელიც სწორი იქნება, არა? არც ისე სწრაფად. ლითიუმის პირველადი უჯრედები იყენებენ განსხვავებულ ქიმიას, ვიდრე დატენვის საშუალებებს და აქვთ განსხვავებული გამონადენის მრუდიც. LiPos არის 3.7V ნომინალური, მაგრამ ნამდვილად იცვლება რაღაც 4.2V ახლად გახსნილ წრეს შორის, 3.6V- მდე პატივისცემით მკვდარი. ასე რომ, ჩვენ დავურეკავთ დიაპაზონს 3.6V-4.2V

ნაბიჯი 2: შესვლა

ეს შეიძლება მართლაც ასე იყოს მოდაში, რომ ჩვენ საბოლოოდ არ გვჭირდება უფრო შორს წასვლა ვიდრე ბატარეის კარის გახსნა. ჩვენ ვიცით, რომ თაროდან გამოყენებული CR2032 არის 3 ვ ბატარეა, ამიტომ ნებისმიერი სხვა 3 ვ ბატარეა კარგად უნდა მუშაობდეს. შესაძლოა საწვავის გამრიცხველიანების ლოგიკა არღვევს და % ბატარეის მაჩვენებელი ყალბი ხდება, მაგრამ ეს ალბათ გავლენას არ მოახდენს შესრულებაზე.

ამ შემთხვევაში, ჩვენ გვაქვს რამოდენიმე ვარიანტი შესამოწმებლად, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩვენ უნდა ვნახოთ რა ტექნიკის გაშვება ვცდილობთ და არის თუ არა ის თავსებადი, ამიტომ ჩვენ უნდა შეხვიდეთ.

სენსორის უკანა მხარეს, ბატარეის საფარით გამორთული, ჩვენ ვხედავთ პლასტმასის გაყოფას, ასე რომ ბატარეის დამჭერი, ალბათ, ჩანართია, რომელიც შემოიჭრება გარს გარსში. რასაკვირველია, თუ ჩვენ დავადებთ ბრტყელ ხრახნიან ხრახნს უფსკრულიში და ვშორდებით, ნაჭერი ამოდის პირდაპირ. მე ისრებით აღვნიშნე, სად არის ჩამჭრელები - თუ ამ ადგილებს დააკვირდებით, ნაკლებად სავარაუდოა პლასტმასის დაჭერა იქ, სადაც ჩანართი სუსტია.

დაფის გარეთ, ჩვენ შეგვიძლია შევხედოთ ძირითად კომპონენტებს და განვსაზღვროთ ძაბვის თავსებადობა.

ახლახან, როგორც ჩანს, ბორტზე რაიმე რეგულაცია არსებობს - ყველაფერი მუშაობს უშუალოდ ბატარეის ძაბვისგან. ძირითადი კომპონენტებისათვის ჩვენ ვხედავთ:

• მიკროკონტროლი CC2450 BLE
• HTU21D ტემპერატურის/ტენიანობის სენსორი
• SPI Flash

CC2450 მონაცემთა ცხრილიდან: 2-3.6V, 3.9V აბსოლუტური მაქს

HTU21D მონაცემთა ცხრილიდან: 1.5-3.6V მაქს

მე არ შემიწუხებია SPI ფლეშის ყურება, რადგან ეს უკვე არსებითად ზღუდავს ჩვენს ვარიანტებს. მაშინვე, LiPo უჯრედი გამოვიდა - 4.2V სრული დატენვით გახეხავს ორივე ამ კომპონენტს, ხოლო 3.7 ნომინალური ტენიანობის სენსორზე მაინც ძალიან ბევრია. მეორეს მხრივ, ტუტე AA კარგად იმუშავებს, CV2450– ზე 2V წყვეტა ნიშნავს, რომ სენსორი იღუპება უჯრედებში ზედმეტი სიცოცხლის გარეშე. გარდა ამისა, NiMH AA– ები იდეალურად მუშაობენ, როდესაც სენსორი გამორთულია მხოლოდ მას შემდეგ, რაც ისინი მართლაც მკვდრები გახდებიან.

ნაბიჯი 3: მოდიფიკაციის გაკეთება

ახლა, როდესაც ჩვენ ვიცით, რა არის ჩვენი პარამეტრები და რაც მთავარია, რა არ არის ისინი, ჩვენ შეგვიძლია გავაგრძელოთ რეალურად მოდულის გაკეთება.

მე მინდა გამყარებაში მაქსიმალური reusability. სრულყოფილ სამყაროში ჩვენ შევქმნით ბატარეის მთელ კორპუსს, რომელზეც სენსორი უბრალოდ იჭრება. ჯერჯერობით, ჩვენ ცოტა უფრო მარტივად წავალთ.

ჩემი იდეა მინიმალურად ინვაზიური და მაქსიმალურად მარტივი შესასრულებლად არის გამოვიყენო მკვდარი CR2032, როგორც დუმილი, რათა შევინახო + და - ლიდერები არსებულ კონტაქტებზე.

კონტაქტების დასამზადებლად გამოვიყენე სპილენძის ლენტი, რომელიც გავამაგრე ცალკეულ AA დამჭერზე. შენიშვნა: გამოიყენეთ საიზოლაციო ლენტი სპილენძსა და ბატარეას შორის. მაშინაც კი, თუ მონეტის უჯრედი მკვდარია, მისმა მოკლებამ შეიძლება მაინც გამოიწვიოს გაჟონვა და კოროზია. მაშინაც კი, თუ თქვენ იყენებთ სპილენძის ლენტს არაგამტარ იზოლაციასთან ერთად, თქვენ მაინც შეიძლება დაასრულოთ მოკლე, რომელიც აღმოვაჩინე, რომ ჩემი ბატარეის გათბობა დაიწყო (მკვდარი ბატარეა, გონება). მე გამოვიყენე კაპტონის ფირზე, რომელიც იდეალურია ამ ამოცანისთვის.

იმისათვის, რომ ყველაფერი ადგილზე იყოს, მე ვაპირებ პატარა ხვრელის გაკეთებას ბატარეის ორიგინალურ საფარში და გადავიტანოთ ბატარეის მავთულები გარე დამჭერზე. მე გამოვიყენე უფრო დიდი ხვრელი, ვიდრე თავდაპირველად ვგეგმავდი, რადგან თავსახურის დასაკეტად საჭიროა ოდნავ ბრუნვა.

საუბრისას, მე მხოლოდ 3xAAA ბატარეის დამჭერი მაქვს ხელთ, როდესაც ის რაც მჭირდება არის 2x. მე გადავიღე 2 -ჯერ პირველი ორი ბატარეის ბოლოში ბოლოში ჩასმული ჯამპერის მავთულის დამატებით - შეხედეთ ბოლო ფოტოს ბოლოში, ბატარეის დამჭერის ჩათვლით. მე არ გირჩევ ამას, რადგან ძნელია ლითონზე შედუღება ბატარეის დამჭერზე მისი დნობის გარეშე, მაგრამ მე შევძელი მისი მუშაობა.

ნაბიჯი 4: დასრულდა

მზად ხართ ტენიანობის გასაზომად კარადაში!