लंबी बैटरी लाइफ के लिए तापमान सेंसर कैसे हैक करें: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

इंकबर्ड IBS-TH1 कुछ घंटों या दिनों में तापमान और आर्द्रता दर्ज करने के लिए एक बहुत छोटा उपकरण है। इसे हर 10 मिनट में हर सेकेंड में लॉग इन करने के लिए सेट किया जा सकता है, और यह ब्लूटूथ एलई पर डेटा को एंड्रॉइड या आईओएस स्मार्टफोन पर रिपोर्ट करता है। ऐप बहुत ठोस है, हालाँकि इसमें एक या दो और उन्नत सुविधाएँ नहीं हैं जिन्हें मैं देखना चाहता हूँ। दुर्भाग्य से, इस सेंसर के साथ सबसे बड़ा मुद्दा यह है कि अधिकतम 10 मिनट के सैंपल अंतराल के साथ भी बैटरी लाइफ बहुत खराब है।

यहाँ, मैं आपको उस बारे में कुछ करने के बारे में अपनी विचार प्रक्रिया के बारे में बताना चाहता हूँ!

यह एक साधारण विद्युत संशोधन के आसपास की विचार प्रक्रिया का विवरण देने वाला एक बहुत ही बुनियादी ट्यूटोरियल है। यह बहुत आसान है, लेकिन बैटरी विनिर्देशों के बारे में थोड़ा विस्तार से जाता है यदि आपने पहले कभी ऐसा नहीं देखा है।

आपूर्ति

सबसे महत्वपूर्ण/केवल अनिवार्य बिट:

इंकबर्ड IBS-TH1

अन्य चीजें जिनका मैं शायद उपयोग कर रहा हूं:

• उपयुक्त प्रतिस्थापन बैटरी
• थ्री डी प्रिण्टर
• प्रवाहकीय तांबा टेप
• मृत 2032 बैटरी

चरण 1: योजना

ठीक है, तो क्या बात है? बैटरी लाइफ खराब है। हम इसके बारे में क्या कर सकते थे?

आइडिया 1: कम बिजली का प्रयोग करें

एक आदर्श दुनिया में, एक सेटिंग या कुछ ऐसा होगा जिसे हम केवल कम शक्ति का उपयोग करने और लंबे समय तक संचालित करने के लिए बदल सकते हैं। हम जानते हैं कि सेंसर सैंपलिंग अंतराल पर हमारा नियंत्रण है, लेकिन दुर्भाग्य से इससे कोई खास फर्क नहीं पड़ता है। कनेक्ट करने योग्य बीएलई विज्ञापन पैकेट भेजने के लिए सेंसर शायद बहुत बार जागता है ताकि फोन ऐप को ऐसा लगे कि इसमें अच्छी प्रतिक्रिया है। फर्मवेयर शायद इस बारे में बहुत स्मार्ट नहीं है कि इस गतिविधि के आसपास बिजली कैसे प्रबंधित की जाती है।

हम फर्मवेयर पर एक नज़र डाल सकते हैं यह देखने के लिए कि क्या इसमें सुधार किया जा सकता है, लेकिन निश्चित रूप से यह एक बंद स्रोत उत्पाद है। हम शायद अपना खुद का फर्मवेयर और साथी ऐप लिख सकते हैं, जो अच्छा होगा और शायद कुछ उपयोग के मामलों के लिए उचित होगा, लेकिन यह मेरे लिए बहुत अधिक काम है। और इसकी कोई गारंटी नहीं है फिर भी हम ऐसा भी कर सकते हैं - प्रोसेसर को पढ़ा/लिखा जा सकता है संरक्षित, एक बार प्रोग्राम करने योग्य, आदि।

आइडिया 2: बड़ी बैटरी का इस्तेमाल करें

यह मेरी योजना ए यहाँ है। अगर सिक्का सेल पर मेरे स्वाद के लिए चीज काफी लंबे समय तक नहीं चलती है, तो उस पर एक बड़ी बैटरी फेंकने से यह हमेशा के लिए खत्म हो जाना चाहिए।

तो अब सवाल यह है कि भौतिक और विद्युत दोनों दृष्टिकोण से हमारे पास बैटरी के कौन से विकल्प हैं?

इस मामले में, मैं पूरी तरह से विकल्पों का पता लगाना चाहता हूं। इसका मतलब है की

1. सूची संभावनाएं सबसे कम संभव बैटरी वोल्टेज निर्धारित करती हैं जब छुट्टी दे दी जाती है
2. ताजा होने पर उच्चतम संभव बैटरी वोल्टेज निर्धारित करें
3. सत्यापित करें कि जिस हार्डवेयर को हम पावर देना चाहते हैं वह उस सीमा में सुरक्षित रूप से संचालित होता है
4. इस आधार पर संभावनाओं को अयोग्य घोषित करें

हम प्रत्येक बैटरी विकल्प के लिए डेटाशीट को देखना चाहते हैं, प्रासंगिक डिस्चार्ज कर्व का पता लगाना चाहते हैं, और दोनों अधिकतम मूल्य को चुनना चाहते हैं जो सेंसर ताजा होने पर देखेगा, और न्यूनतम मूल्य जो बैटरी के "डिस्चार्ज" होने पर दिखाई देगा, जो एक मनमाना बिंदु है जो हमें वक्र को चुनने के लिए मिलता है। चूंकि यह एक कम-शक्ति वाला सेंसर है और संभवतः माइक्रोएम्प्स का उपभोग करेगा, हम किसी भी डेटाशीट (यानी सबसे कम परीक्षण भार वाला वक्र) में सबसे अनुकूल वक्र चुन सकते हैं।

2x क्षारीय एए (या एएएएस): यह एक आदर्श बेसलाइन प्रतिस्थापन विकल्प की तरह लगता है, क्योंकि एए 1.5V और 2x1.5 = 3 पर काम करते हैं। Energizer E91 डेटाशीट (https://data.enerizer.com/pdfs/e91.pdf) हमें दिखाता है कि ताजा ओपन सर्किट वोल्टेज 1.5 है, और सबसे कम वोल्टेज जिसे हम उपलब्ध ऊर्जा का 90% समाप्त होने के बाद देखने की उम्मीद करेंगे 0.8 वी है। अगर हम 1.1 पर कट ऑफ करते हैं, तो शायद यह भी ठीक रहेगा। यह हमें ओके लाइफ के लिए 2.2V से 3V, या फुल लाइफ के लिए 1.6V से 3V की वोल्टेज रेंज देता है।

2x NiMH एए (या एएएएस): एनआईएमएच एए अत्यधिक उपलब्ध और रिचार्जेबल हैं, इसलिए यह आदर्श है। एक यादृच्छिक एनेलोप डिस्चार्ज वक्र जिसे मैं देख रहा हूं 1.45V ओपन सर्किट, 1.15V पूरी तरह से मृत, या 1.2V अगर हम थोड़ा और आराम करने के इच्छुक हैं। तो मैं कहूंगा कि यहां की सीमा लगभग 2.4V से 2.9V. है

लिथियम पॉलिमर 1S पैक: एक आदर्श दुनिया में, मैं समस्या पर एक और लिथियम फेंक दूंगा। मेरे पास कोशिकाओं का एक गुच्छा और कुछ उपयुक्त चार्जर हैं। और लिथियम का मतलब है कि बैटरी लाइफ इंडिकेटर भी सही होगा, है ना? इतना शीघ्र नही। लिथियम प्राथमिक कोशिकाएं रिचार्जेबल की तुलना में एक अलग रसायन शास्त्र का उपयोग करती हैं, और एक अलग निर्वहन वक्र भी होती है। LiPos 3.7V नाममात्र के हैं, लेकिन वास्तव में 4.2V फ्रेश ओपन सर्किट जैसी किसी चीज़ के बीच झूलते हैं, 3.6V सम्मानजनक रूप से मृत। इसलिए हम यहां रेंज को 3.6V-4.2V. कहेंगे

चरण 2: प्रवेश करना

यह वास्तव में इस तरह के एक मॉड के मामले में हो सकता है कि हमें अंततः बैटरी का दरवाजा खोलने से ज्यादा दूर जाने की जरूरत नहीं है। हम जानते हैं कि शेल्फ के बाहर इस्तेमाल किया गया CR2032 एक 3V बैटरी है, इसलिए किसी भी अन्य 3V बैटरी को ठीक काम करना चाहिए। हो सकता है कि फ्यूल गेज लॉजिक टूट जाए और % बैटरी लाइफ इंडिकेशन फर्जी हो जाए, लेकिन यह शायद प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करेगा।

इस मामले में, हमारे पास जांचने के लिए विकल्पों का एक गुच्छा है, जिसका अर्थ है कि हमें यह देखना होगा कि हम किस हार्डवेयर को पावर देने की कोशिश कर रहे हैं और यदि यह संगत है, तो हमें इसमें शामिल होना होगा।

बैटरी कवर के साथ सेंसर के पिछले हिस्से को देखते हुए, हम प्लास्टिक में एक विभाजन देख सकते हैं, इसलिए बैटरी धारक शायद एक इंसर्ट है जो इसके चारों ओर के खोल में आ जाता है। निश्चित रूप से, यदि हम एक फ्लैट ब्लेड पेचकश को गैप में चिपकाते हैं और चुभते हैं, तो टुकड़ा ठीक बाहर निकल जाता है। मैंने तीरों के साथ संकेत दिया है कि स्नैप कहाँ हैं - यदि आप इन स्थानों पर शिकार करते हैं, तो आपको प्लास्टिक को स्नैप करने की संभावना कम है जहां इंसर्ट कमजोर है।

बोर्ड आउट के साथ, हम प्रमुख घटकों को देख सकते हैं और वोल्टेज संगतता निर्धारित कर सकते हैं।

ठीक है, ऐसा नहीं लगता है कि कोई ऑन-बोर्ड विनियमन है - सब कुछ सीधे बैटरी वोल्टेज से चल रहा है। प्रमुख घटकों के लिए, हम देखते हैं:

• CC2450 BLE माइक्रोकंट्रोलर
• HTU21D अस्थायी / आर्द्रता सेंसर
• एसपीआई फ्लैश

CC2450 डेटाशीट से: 2-3.6V, 3.9V निरपेक्ष अधिकतम

HTU21D डेटाशीट से: 1.5-3.6V अधिकतम

मैंने एसपीआई फ्लैश को देखने की जहमत नहीं उठाई क्योंकि यह पहले से ही हमारे विकल्पों को काफी हद तक सीमित कर देता है। तुरंत, लीपो सेल बाहर है - 4.2V पूर्ण चार्ज पर इन दोनों घटकों को भून देगा, और 3.7 नाममात्र वैसे भी आर्द्रता सेंसर के लिए बहुत अधिक है। दूसरी ओर, क्षारीय एए ठीक काम करेगा, CC2450 पर 2V कटऑफ के साथ, जिसका अर्थ है कि सेंसर कोशिकाओं में बहुत अधिक जीवन छोड़े बिना मर जाता है। इसके अलावा, एनआईएमएच एए आदर्श रूप से काम करते हैं, सेंसर केवल एक बार बंद हो जाता है जब वे वास्तव में एक डोरनेल के रूप में मर जाते हैं।

चरण 3: मोड बनाना

अब जब हम जानते हैं कि हमारे विकल्प क्या हैं, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि वे क्या नहीं हैं, हम वास्तव में मॉड बनाने के बारे में जा सकते हैं।

मैं अधिकतम पुन: प्रयोज्यता के साथ रहना चाहता हूं। एक आदर्श दुनिया में, हम एक संपूर्ण बैटरी हाउसिंग बनाएंगे जिस पर सेंसर बस स्लॉट करता है। अभी के लिए, हम थोड़ा आसान करेंगे।

न्यूनतम इनवेसिव और निष्पादित करने में अधिकतम आसान के लिए मेरा विचार मौजूदा संपर्कों पर + और - लीड रखने के लिए एक डमी के रूप में एक मृत सीआर 2032 का उपयोग करना है।

मैंने संपर्क बनाने के लिए कुछ तांबे के टेप का इस्तेमाल किया, एक अलग एए धारक को मिलाप किया। नोट: कॉपर और बैटरी के बीच इंसुलेटिंग टेप का उपयोग करें। यहां तक कि अगर सिक्का सेल मर चुका है, तो भी इसे छोटा करने से रिसाव और क्षरण हो सकता है। यहां तक कि अगर आप गैर-प्रवाहकीय इन्सुलेशन के साथ तांबे के टेप का उपयोग कर रहे हैं, तब भी आप एक शॉर्ट के साथ समाप्त हो सकते हैं, जो मुझे पता चला कि जब मेरी बैटरी गर्म होने लगी थी (एक मृत बैटरी, दिमाग)। मैंने केप्टन टेप का उपयोग किया है, जो इस कार्य के लिए आदर्श है।

सब कुछ ठीक रखने के लिए, मैं बस मूल बैटरी कवर में एक छोटा सा छेद ड्रिल करने जा रहा हूं, और बैटरी के तारों को उसके माध्यम से बाहरी धारक तक पहुंचाऊंगा। मैंने मूल रूप से योजना बनाई तुलना में बड़े छेद का उपयोग किया, क्योंकि टोपी को जगह में लॉक करने के लिए थोड़ा घुमाने की जरूरत है।

जिसके बारे में बोलते हुए, मेरे पास केवल 3xAAA बैटरी धारक है, जब मुझे 2x की आवश्यकता होती है। मैंने इसे पहले दो बैटरियों के दूर-छोर के बीच एक टांका लगाने वाले जम्पर तार को जोड़कर 2x में बनाया है - बैटरी धारक सहित उस अंतिम तस्वीर के नीचे देखें। मैं इसकी अनुशंसा नहीं करता क्योंकि बैटरी धारक पर धातु को बिना पिघलाए मिलाप करना बहुत मुश्किल है, लेकिन मैं इसे काम करने में सक्षम था।

चरण 4: समाप्त

कोठरी में नमी मापने के लिए तैयार!