Problém
Bezdrátová myš Logitech M510 je jednoduchý stroj. Dovnitř jde vložit jedna a nebo dvě AA baterie. Jsou paralelně, takže je vkládejte ve stejný okamžik (stejně nabité). Já vkládám AAA baterii v redukci pro AA. Nová baterie má přes 1,5V, myš přestane fungovat když baterie klesne k 1V. Podíval jsem se myšce pod kabátek a zjistil jsem jak je uvnitř navržená. A našel jsem kurvítko. Ukážu vám jaké, odstraním ho a ještě udělám další vylepšení.
Návrh myši
Myš je postavená kolem mikroprocesoru nRF24E1 od společnosti Nordic. Je to 8051 kompatibilní stroj, který pracuje od 1,9V do 3,6V, má prima spotřebu a především má SPI interface na bezdrátový vysílač nRF2041 (2,4 GHz radio). 4KB ramky, 256 byte ram, 512 byte rom. Radio umí burst mode (az 1mbit), spotřeba 10mA pro TX a 18mA pro RX. Nic dalšího chytrého uvnitř myše nenajdeme.
A zde je jádro pudla. Baterka má 1,5V, procesor potřebuje 1,9V. Logicky tedy bude v cestě nějaký DC-DC měnič. A taky že v myši je. Najdeme zde low-voltage step-up měnič AIC1642. Pevné výstupní napětí 2,2V, minimální garantovaný start 0,9V. (typicky 0,8V). Napětí, do kterého drží výstup je 0,7V. AHA. Našli jsme indíci pro kurvítko.
Kurvítko
Hardware myši umožňuje pracovat až do napětí baterie 0,7V, ale vždy myš umře při napětí baterie 0,99V. Průzkumem PCB zjistíme, že procesor má přivedeno napětí z baterie, tudíž si ho kontroluje. A z toho plyne, že ta svině má v programu nastaveno vypnutí na 1,0V. Pokud používáte nabíjecí baterie, je toto kurvítko ještě víc nasrávací.
Možnosti řešení
- řešení: předrátovat baterie do série (tj 3V)
- problém: váha myši
- výhody: opravdu příkladné využdímání bateríí (na 0,5V na článek)
- nevýhoda: DC měnič snižuje množství použitelné energie
- řešení: předrátovat baterie na sériové zapojení, zrušit DC měnič
- problém: konečné napětí baterie (jen 0,95V, procesor pracuje od 1,9V)
- výhody: zlepšení efektivity (dc měnič má ztráty cca 20%)
- řešení: přeprogramovat procesor
- problém: může být zamčený, napojení na SPI atd
- výhody: odstraníme kurvítko v zárodku, uděláme vylepšení
- řešení: ošálit kurvítko
- problém: zásah do PCB
- výhody: provoz na jednu baterii do 0,7V
Řešení
Já si vybral poslední možnost. Našel jsem kudy dostává informaci procesor o napětí baterie, tu jsem přerušil. Pozor, myš přestane fungovat (je tak naprogramována). Potom jsem vytáhnul z výstupu DC-DC měniče napětí 2,2V, udělal jednoduchý dělič za pomocí dvou odporů 680k. Tak vzniklo napětí 1,1V, které jsem přivedl zpět do procesoru. A ten si myslí, že má nabitou baterii, protože nikdy toto napětí neklesne.
Za zvážení ještě stojí varianta s předrátováním držáku baterií. Případně ještě odstranění DC měniče. Pokud dovnitř použijete držák na dvě AAA baterie, odstraníte měnič, který není příliš efektivní, tak dostanete slušnou výdrž.
Spotřeba myši
Když už jsem to měl rozebraný, změřil jsem spotřebu při 1,5V napětí baterie
- zapnutá myš, svítící LED 27mA
- pohyb myši 16,5mA
- kolečko 8,5mA
- polospánek 1,2mA (trvá jednu minutu)
- spánek 0,12mA
Tak řekněme, že AA baterie má 2000mAh, 80% z DC měniče se rovná 1600mAh. Když budete pořád jezdit, tak ji vymlátíte za 100 hodin. No tak je otázka, kolik hodin denně projezdíme? Hodinu při normální činnosti? Pět hodin při paření her? Takze reálná výdrž bude mezi 20 až 100 dny. Takže měsíc až čtyři.
Bonus MOD
Nedělám si iluze, že první úprava nějak dramaticky zvedne výdrž, určitě to bude v řádu týdnů. Ne víc. Proto jsem se ještě zaměřil na další úpravu.
Snížení spotřeby LED. Ta totiž svítí, když myš zapnete nebo s ní po delší době hýbete. Takové malé software kurvítko, pro zrychlené vybíjení. Jedna možnost je LED úplně odstranit. Nevýhoda je, že pokud umře baterie, je dobrý to nějak poznat.
Proto jsem zvětšil předřadný odpor aby LED měla minimální spotřebu a svítívost. Logitech si nedal ani práci s provozem LED v pulzním režimu. Kde má LED větší svítivost při stejné spotřebě.
A spotřeba? Původní spotřeba s LED byla 27mA, po přidání odporu klesla spotřeba na 17,5mA. LED si tedy bere 1mA. Sotva svítí :-)
Co by se ještě dalo změnit?
Na trhu je celá řada dobrých DC-DC integráčů, které mají lepší efektivitu a nižší ukončovací napětí. Takže šup a vyměnit DC-DC měnič.
Jaká je cena skutečná cena myši Logitech?
Procesor nRF24E1 se dá sehnat za 3,7$, DC měnič 1$, modul laserového snímače pohybu ?, okolní smetí? Odhadnul bych to tak na 12$ v kusové výrobě.