改装自动感应皂液器更改供电 & 加装工作计数器

1104049823 · 发表于 2021-4-9 23:36:21

本帖最后由 1104049823 于 2021-4-10 00:52 编辑

感应泡沫皂液器，原本是使用4节5号电池供电的，皂液器泵对电池瞬间放电能力要求比较高，全新的碳性电池使用不到两天就放电不足了，即使电池的电量还剩90%以上。（用两节干电池的感应垃圾桶也有这样的毛病，电流不够就要换电池，即使2节电池还剩下2.8v）另外这款皂液器的电池仓设计的太里面了，换电池很麻烦，所以皂液器买到手就改装了USB-dc3.5接头供电，电源正负极并联3300uf 6.3v电容，由于我的供电双口充电头上面还接了一个人体感应灯，所以充电头经常瞬时供电不足，导致皂液器自动关机锁定。

为了解决瞬间电流和供电线不美观的问题，就又改了供电。刚好手里有不少2F 2.7v的法拉电容，就把之前装的电解电容换掉了。
因为有法拉电容，就对外部电流输入大小完全不敏感了，即使平均输入50ma也够用。
所以决定改成外置电池供电，单节或者双节电池都可以，接5v升压板。
实测如果仅用5v法拉电容，可以让皂液器工作3次。每次皂液器工作需要消耗3.9焦耳至2.7焦耳。
1节碳性电池，可以输出300ma，20秒内减小至5ma，电池每放电20秒，就够皂液器循环工作了。

另外一个关于此款感应泡沫皂液器的bug，就是它没有设计进气口。下方皂液瓶是用螺口拧紧的，密封性很好。而泵只能抽，没有进气口，会导致瓶内气压过低，泵无法抽出液体。
需要在瓶口附近打一个洞，或者不拧紧皂液瓶。

↓ dc3.5母座，现在可以选择两种供电方式，选择电池或者充电头供电。并联法双串拉电容，耐压5.4v以内的供电都行。

↓ 皂液器内部结构很简洁，把内置电池仓供电线剪掉，把杜邦底座拔掉，把电容直接焊到正负极上去。
电机输出的正负极可以接到计数器按键上，计数器的按键分正负极，接反了好像不会计数。

↓ 最终的外观。另外有关计数器的细节。
0、计数器按键两端有电池电压，按键短路后电流约0.6ua。
1、计数器的计数增加只取决于按键通断导致的电平的变化。
2、计数器按键正常使用时，没有操作1小时后会进入黑屏待机。黑屏时按键1次会亮屏开机，但无法同时增加1次计数。
3、把计数器的按钮并联在电机正负极上，此时计数器按键相当于短路，此时手动按计数器的按键是无法增加计数的。
4、因为计数器按键短路，计数器再也不会进入黑屏待机。而计数器原本的设计是没有操作1小时后会自动进入黑屏，而按键短路相当于一直在操作。
5、皂液器电机每次工作，会使计数器按键电平改变，计数器只会增加1个计数。

↓ 背面，电池模块不用粘起来，挂着就行。方便换供电模式。家里一次性7号碳性电池巨多，都是买小手电送的。

↓ 最普通的蓝色基板5v升压模块，升压IC用的好像是BL8530，0.9V启动，静态电流1.4v 80ua 。为了省电还顺手把LED指示灯拆了。
不要用绿色基板SOT23-6的5v升压模块，静态20ma。
皂液器工作一次，电池给电容充电的初始电流300ma，20秒内就能给电容充到98% 且电流至5ma内

↓ 也可以直接用充电头供电，因为用了2个法拉电容，容量比第一次用的6.3v 3300uf大300倍，不会再异常关机了。

↓ 等法拉电容浮充完毕，隔天测试电池输出1.42v静态电流140-250ua，其中升压模块消耗1.4v 80ua，

之前都是预估1节碳性电池能用多久，比如一天用几次，能用多少天。
现在增加计数器则可以完全精确计算耗电量有多少。

以下是只用2串法拉电容工作时的耗电测试。

2F 2.7v法拉电容焦耳值 W=1/2CU^2 = 0.5 x 2F x 2.7 x 2.7 = 7.290焦耳

双串电容冲至5.04v ，单电容2.52v  W = 0.5 x  1.87 x 2.52 x 2.52 = 5.927焦耳，双电容11.854焦耳
第1次工作 5.04v 降至 4.40v ，单电容2.20v  W = 0.5 x  1.63 x 2.20 x 2.20 = 3.944焦耳，双电容7.887焦耳，消耗3.97焦耳
第2次工作 4.40v 降至 3.84v ，单电容1.92v  W = 0.5 x  1.42 x 1.92 x 1.92 = 2.621焦耳，双电容5.243焦耳，消耗2.64焦耳

如果每天工作10次，皂液器工作消耗40焦耳。电池待机输出1.4v 200ua，每天待机消耗25焦耳。共计每天消耗65焦耳。
1节5号碳性电池300mah，大概1500焦耳，可以用23天。:lol: