この記事では、8個のCR2032の1時間ごとのバッテリータブレット用のテスターとメーターを無料で公開しています。 携帯用電子機器やさまざまなIoTを作成する人に役立つことを願っています。 この記事では、テスターのスキームを説明し、その仕組みを説明します。 LIR2032バッテリーの測定結果を示します。 そして、異なるメーカーの8つのCR2032を確認してください。 また、どのバッテリーを使用しないほうが良いか、どのバッテリーが優れているかなど、豊富な経験を共有します。 ボーナスとして、危険な瞬間を書きます：クレオサンがやりたいように、害を避けて自分で家を燃やす方法。
目次：
何のために？
主なパラメーターと検証アルゴリズム
作業の表示とログ
マイクロコントローラーとそのフラッシュ方法
スキーム全体
電源スキーム
8つのチャネルLIR2032 / CR2032の1つの図
充電と充電コントローラーについて
料金
LIR2032バッテリーの結果
8種類のCR2032バッテリーのテスト結果
結果とバッテリーの品質について
安全について
結論とgithubの私のプロジェクトへのリンク
何のために？
自営業の目的と趣味として、回路設計者と一緒に、アクティブとスタンバイの2つのモードで動作する手首デバイスを作成します。 アクティブモードでは、美しく滑らかで応答性の高いインターフェイスが必要であるため、消費電力は10〜15 mA以内です。 スタンバイモードで動作するのはわずか数時間、消費-マイクロアンペアの単位です。 デバイスはUSB経由でデータを同期するため、充電できる必要があります。 そのため、CR2032フォームファクターで充電式タブレットバッテリーを使用します。これはLIR2032と呼ばれます。
デバイスはヨーロッパに販売されています。 これらの顧客は、国内の消費者よりも品質に対する要求が高いため、すべてのデバイスが長時間、ほぼ同時に機能することが重要です。 そして最大の問題はバッテリーの品質管理です。 すぐに確認することはできず、ボリュームが非常に大きくなったため、このテスターを作成する必要がありました。 さらに説明します。
主なパラメーター
- USB電源5V、400mA。
- 充電式バッテリーおよびバッテリーLIR2032、CR2032のタイプ（制限付き）
- 同時にチェックされるバッテリーの数量：8個
- 各バッテリーの個別の2色ステータス表示
- 一般ステータスの単色LED。
- 各バッテリーの1秒あたりのテキストログ。
- メーター：電圧と変化率、時間、容量（μA/ h）。
- 放電負荷：250オーム（〜10mA）。
- 充電電流：30mA
- テストサイクル時間：4〜6時間。
検証アルゴリズム
LIR2032とCR2032の違いは、CR2032はバッテリーであり、LIRは充電式バッテリーであることです。 また、動作電圧範囲は広くなっていますが、容量はほぼ10分の1になります。
CR2032：電圧範囲2000-3300 mV、容量200+ mA / h。
LIR2032：電圧範囲3300-4200 mV、容量35-45 mA / h
- 一次充電 、終了-Zの充電器の#STAT信号。最大3時間。
- 放電、最大3300 mV 、時間：最小2時間、最大5時間。
- Zの充電器の#STAT信号で終了する最終フル充電。最大3時間。
これらの時間制限がすべて守られている場合、バッテリーは適切であると見なされます。
電圧は3000 mV未満または4300 mVを超えてシンクしないでください。 バッテリーが急速に劣化するか、使用不能と見なされる制限。
適応症
各バッテリーホルダーごとに：
- 頻繁に緑色に点滅 -一次充電
- 頻繁に赤く点滅 -放電
- ゆっくり緑色に点滅 -最終充電
- 緑色に点灯 -テストは終了し、バッテリーは良好です
- 赤色の点灯 -テストが完了し、バッテリーは使用できません
USBポートに共通：
- 点灯 -チェックが進行中で、少なくとも1つがテストされています。
- オフ -チェックが完了し、8個すべてのバッテリーがチェックされました。
作業ログ
UARTに表示されます。 CP2103をはんだ付けすると、読み取ることができます。そうしないと、サードパーティのUARTをUSBコンバーターに接続する必要があります。
デバイスは、以前に測定したすべてのバッテリーのパラメーターを無料のフラッシュメモリ（約50kb）に保存し、再起動するたびにそれらを発行します。
再起動と初期化の後、毎秒発行が開始されます。
- 秒単位の時間
- 充電器のデバッグステータスなど、8個の文字の3つのグループ。
- バッテリー電圧（ミリボルト）、精度30mV、8個
- ティックで経過した時間（〜800万）
- アナログ電源電圧（電源の確認とデバッグに便利）
- マイクロボルト/秒での電力の変化率、8個。 精度5μV/秒
すべてのバッテリーがチェックされると、すべてのバッテリーの測定値が表示されます。
- μA/ h単位の容量（25以上の場合は通常）
- 秒単位の時間、期間の開始のmV単位の電圧および終了のmV単位の電圧。
- 3つの期間があります：一次充電、放電、最終充電。
例：
LIR_1 capacity 40943 uAh LIR_1 #0 Charge_A 2203 4078 4217 LIR_1 #1 Load_250 9755 4172 3297 LIR_1 #2 Charge_B 6542 3470 4220
マイクロコントローラーとそのフラッシュ方法
バッテリーテスターには、ARM Cortex M3であるSTM32F100R8マイクロコントローラーを選択しました。
次のように、大きな64ピンハウジングが選択されます。 8つのチャンネルすべてについて十分な結論は出ていませんでしたが、拡張可能なGPIOとレジスタで松葉杖を作りたくありませんでした。 MKは、PLLおよび分周器を使用せずに内部ジェネレーターから動作します。 8 MHzで。
ファームウェアは、Eclipse Kepler環境のgccおよびmakefileおよびCDTプラグインで作成されます。
設定は不要です。 フラッシュするのに十分で、すでに使用することができます。
このRX TX BOOT0 RSTおよびグランド信号は別のPLSに出力されるため、外部UARTプログラマをフラッシュすることができます。
以前に説明した組み込みのUSB-UARTプログラマでフラッシュできますが、このためには各インスタンスにCP2103をインストールする必要があります。
スキーム全体
機能レベル：
電気回路（クリック増加）：
電源スキーム
5〜3.3Vの2つのリニアスタビライザーLM1117の2つの電源分岐。
デジタル部品とアナログ部品用の個別の電源。
コイルによる相互干渉に対する保護付き-各スタビライザーの入力にあるインダクタ。
ボードに間違いがあることに注意してください ：USB電源で一般的な電解液を取り付けて溶解するのを忘れ、USBと並行して少なくとも4000μFx 6Vをはんだ付けします。 それ以外の場合、1つの充電器をオンにすると、電力の大幅な低下により残りの充電器がリセットされます。
8つのチャネルLIR2032 / CR2032の1つの図
機能レベル：
電気回路：
左から右へ：
- 充電コントローラー電源スイッチ（ON1回路）
- 充電コントローラー（MCP73831Tチップ）
- 充電状態出力：充電中= GNDまたは終了= Z（STAT1回路）
- 縦型バッテリーホルダー
- 2による分圧器とオペアンプ電圧センサー（回路ADC1）
- 電界効果トランジスタ（LOAD1）によってオンにされる250オームの負荷
充電と充電コントローラーについて
Li-ionバッテリーを2つのモードで充電する必要があります。
- 定電流モードでの急速充電;
- 定電圧モードでさらに充電します。
このために、このすべてを行う方法を知っている既製の充電コントローラー-MCP73831Tが使用されます。 電源テスターとターゲットデバイスの両方で使用されます。
時間の充電特性：
さらに2つの結論があります。
- 結論#STAT-充電が進行中であることを示し、GNDで充電している間に、最後に高インピーダンスになります。 通常、LEDカソードがそれに接続されます。
- 結論#Prog-普遍性の現在の制限を設定し、簡単な式に依存します。
Ireg = 1000V / Rprog;
料金
4層、中間層：土と食物、外部の上部と下部-信号。
ギャップとトラック厚0.2mm。 すべての0805抵抗を1％の精度で設定することをお勧めします。
クリック増加
LIR2032バッテリーの結果
テスターのログに従って作成された充電と放電のグラフです。
64サイクル中に8個のバッテリーを放電および充電し、サイクルが累積して「摩耗」するにつれて8個のバッテリーの平均容量がどのように変化するかをプロットしました。
さらに、測定された容量と充電時間または放電時間の間に関係があるかどうかが興味深くなりました。 このために、私は500以上の動作している適切なバッテリーから蓄積された統計を取りました：
はい、依存がありますが、負荷への放電時間に関してのみです。
充電時間が間接的すぎます。 そして、25〜30mAの小さな容量では、充電器のマイクロ回路の最小充電時間のタイムアウトが明らかです-山が形成されました。 棚。
バッテリーの2つのグループも注目に値します。1つは34〜40mA / hの容量を持つ新しいブランドのEEMB、もう1つはEEMBですが、25〜30 mA / hの容量のリリースの13年目です。 私が記事を書いているときに、誤って在庫の中から2番目のグループを見つけて、それらを追い払って組み立ての準備をすることにしました。
さまざまなバッテリーの最初の65個の測定のアニメーションを作成しました。
上のグラフ-mVの電圧、幅16000秒の水平タイムライン
下部のグラフ-上部のグラフの変化率（µV / s）。
8つの異なるCR2032バッテリーのテスト結果
バッテリーテスターはCR2032用ではないことをすぐに警告します 。 マイクロアンペアおよびミリアンペア単位の放電用に設計されており、1kΩ未満の負荷を接続することはお勧めしません。 しかし、LEDの付いた子供や猫用のおもちゃなど、壊れた安価な中国製品があります。 そして、この場合、ブランドのバッテリーが最悪の性能を示し、安価な消費財が良いことを覚えています。
必要に応じて、4つの1Ω抵抗器のうち3つをドロップアウトできます-このため、負荷はボードで行われます。 または、たとえば10kなど、一般に大きな別の抵抗をはんだ付けします。 コミュニティが興味を持っている場合、私はそれを行うことができますが、結果はすぐになります。
結果は、2000 mVから2900 mVまで100 mV刻みで、しきい値スライスごとに表形式で作成されました。
つまり ミリアンペア時の容量は、2000 mV、2100 mVなどで最大2.9 Vまで放電された場合に測定されます。しきい値が高いほど、容量は低くなります。
mA / hの単位。
緑と赤のグラデーションは各列ごとに異なり、隣接する列には依存しません。
はい、確かに、このような状況では、ERA、megamag、Trophyなどのシンプルで安価なバッテリーの方が優れています。 これにより、以前の使用経験が確認されました。
しかし、私は繰り返します-そのような電流を与えるためにバッテリーは必要ありません！
多くの場合、CR2032バッテリーは、たとえば不適合な輝きのフィットネスブレスレットにミニチュアマグネットを使用して取り付けられるため、よく磁化できる必要があります。 そして確かに、8個のバッテリーすべてが磁気的に引き付けられています。
結果とバッテリーの品質について
私は個人的にテスターが好きで、とても便利です。 そして、4時間のサイクルは私生活とうまくいきます-朝にセットアップしました-昼食時に私は次のものを交換し、仕事の後再び8個すべてを交換し、夜にはさらに8個交換しました。 特に端末に接続せず、ログを記録しない場合、多くの時間は必要ありません。
バッテリーの問題は解決されました。
以前に中国の「nouname」バッテリーを購入しましたが、ほぼ100％不良であることが判明しました。
EEMBブランドのものは頭の上でより良く振る舞いました-それらは安定したパラメーターと2-3％の拒否を持っています。 また、50〜40個の一部のパレットでは、単一の不良品ではありません。 また、長期保管で3〜4年間完全に生き残りますが、結婚の割合は10％に上昇します。
比較のために、EEMBとaliexpressが注文した最初の100個のスクリーンショットがすぐにはっきり見えると思います。
3つの委託品があります。最初の40個は新しいEEMB、2番目は新鮮な「ノーネーム」中国、最後の15個は-EEMBは3年間使用されていません。 わずかに劣化したEEMBの15個でさえ、中国語よりも優れていることは注目に値します。
安全について
- 短絡すると、バッテリーとバッテリーの両方が大幅に熱くなることに注意してください。 はい、非常に小さくても、低電力で低電力です。 特に、大量に作業する場合は、1つのヒープ内で欠陥のあるものを捨てることは最善のアイデアではありません。 もちろん、あなたがクレオサンでない限り。
- バッテリーは平らで、スタックに入れたいのですが、放電したバッテリーでも電圧は3-4Vで、スタックでは危険な50-70Vに達する可能性があります。 不良品であっても、スタックにスタックすることはできません。 もちろん、ダーウィンの理論の別の証拠になりたいのでなければ。
- 中国のバッテリーは、多くの場合、不快な臭いのような液体で膨張し、流れて頭を傷つけ、指がかゆみます。 中国の消費財を扱う場合は、手袋と換気の良い非居住施設が必要です。
結論とgithubの私のプロジェクトへのリンク
記事を書きたくなかったのは、 IoTテーマはHabréで人気があるため、そのようなバッテリーに関するレビューは間違いなくあると思いましたが、見つかりませんでした。
ちなみに、仕事を探していますが、現時点では開発または生産の1回限りの注文も受け付けています。
githubプロジェクトへのリンク：
https://github.com/Mirn/LIR2032_tester/
MITライセンス、健康に使用！
また、私は使用の経験について話すことを気にしません。 そしてアドバイスを助けてください。