Jak dlouho vydrží na baterii dálkové ovládání od televize? Rok? Dva? A co venkovní čidlo primitivního teploměru? Bude na tom asi hodně podobně. Jenže většinu těchto drobných zařízení pohání jen knoflíková baterie, pár článků AAA, anebo droboučký Li-ion akumulátor.
Co když místo nich použijeme rozměrnější průmyslový lithiový článek od Panasonicu? Pak se už možná dostaneme s výdrží na celou dekádu. Slibuje to alespoň francouzské Netatmo, které se chlubí, že jeho chytré čidlo oxidu uhelnatého (2 600 Kč) s Bluetooth a Wi-Fi bude fungovat až deset let!
Po celou dobu bude hlídat koncentraci CO v místnosti v rozsahu 0 až 5 000 ppm, no a když překročí stanovenou mez, na mobilu vám vyskočí notifikace a v krabičce začne poměrně hlasitě pípat 85dB piezobzučák. Probudí i mrtvého.
Ukázka čidla v komoře plné CO a následná demontáž:
Desetiletá výdrž se jen tak nevidí, a tak jsme tomu museli přijít na kloub. Jeden exemplář proto dorazil i do naší redakce s příslibem, že jej rozbijeme a podíváme se do nitra pod plastový kryt. Mimochodem, nebylo to vůbec jednoduché, výrobce totiž nepočítá s výměnou baterie, krabička nemá jediný šroubek, a nakonec tak pomohla až hrubá a opravdu destrukční síla. Podívejte se na video!
Co o oxidu uhelnatém píše Wikipedie
Oxid uhelnatý (starší terminologií kysličník uhelnatý) je bezbarvý jedovatý plyn bez chuti a zápachu, nedráždivý. V domácnostech vzniká především jako produkt nedokonalého spalování fosilních paliv a biomasy.
Oxid uhelnatý je značně jedovatý; jeho jedovatost je způsobena silnou afinitou k hemoglobinu (krevnímu barvivu), s nímž vytváří karboxyhemoglobin (COHb), čímž znemožňuje přenos kyslíku v podobě oxyhemoglobinu z plic do tkání.
Wikipedie
Netatmo Security pro Android a iOS
Nejprve se podívejme na software. Ačkoliv je čidlo vyzbrojené Wi-Fi, ve skutečnosti ho používá jen sporadicky. Právě díky tomu dokáže fungovat tak dlouho. Veškerá úvodní konfigurace a občasná správa se provádí naopak skrze úsporné Bluetooth Low Energy.
Čidlo nastavíte pomocí Bluetooth a aplikace Netatmo Security
Stačí na mobil nainstalovat aplikaci Netatmo Security pro Android a iOS, která si čidlo sama najde skrze BLE a jednoduchým přečtením QR kódu na krabičce.
V dosahu čidla můžete z aplikace a skrze BLE ručně vyvolat test připojení k Wi-Fi a kontrolu funkce zvukového alarmu, přičemž aplikace si přečte i stav baterie a koncentraci oxidu uhelnatého.
Všechny události najdete také na webu
Samotné připojení k Wi-Fi se použije pouze pro odeslání stavové notifikace na mobil a uložení do časové osy událostí na webu home.netatmo.com/security. Dorazí sem jak zprávy o nebezpečné koncentraci CO – byť přesná hodnota v ppm kupodivu chybí –, tak systémové události. Třeba že čidlo právě provedlo úspěšný test připojení k Wi-Fi.
Seznam všech událostí v jednoduché webové správě
Podobné zkoušky můžete naplánovat v aplikaci Netatmo Security buď jednou za měsíc, nebo klidně jen jednou za rok. Mají své opodstatnění stejně jako tradiční celostátní test sirén každou první středu v měsíci. Pokud bude totiž čidlo na zdi opravdu deset let a nikdy nedojde k vyvolání alarmu kvůli zvýšené koncentraci, brzy na něj zapomenete a třeba omylem odpojíte od Wi-Fi při koupi nového domácího routeru.
Alarm se nespustí jen tak
Ve videu v úvodu článku jsme vyzkoušeli, jak čidlo funguje v praxi. Zvýšenou koncentraci oxidu uhelnatého jsme si vyrobili nedokonalým spalováním v uzavřené nádobě. Čidlo nejprve odeslalo oranžovou notifikaci o sice ještě zdravotně nezávadné, ale neobvykle zvýšené koncentraci, no a krátce na to, po překonání 300 ppm, se konečně aktivoval hlasitý alarm a dorazila rudá notifikace.
Aby čidlo nevyvolávalo falešné alarmy, zvýšená koncentrace musí trvat nějakou dobu
Aby se takto senzor neaktivoval po každém malém závanu CO, musí být splněno několik podmínek. Vedle hladiny v ppm také doba, po kterou stav trvá. Takže když bude v bytě třeba jen slabý únik 50 ppm, čidlo spustí alarm leda v případě, že tento stav bude trvat 60-90 minut. U 100 ppm prodleva před spuštěním klesne už jen na 10-40 minut, no a konečně u 300 ppm stačí necelé 3 minuty.
Notifikace o nebezpečné koncentraci oxidu uhelnatého
Jakmile se vzduch vyčistí a alarm se automaticky vypne, samozřejmě opět dorazí notifikace skrze Wi-Fi, že se můžete vrátit domů.
Rovnou dva lithiové články
Tolik tedy k funkční výbavě a teď se už pojďme podívat pod kapotu. Jak už jsme si řekli výše, demontáž nebyla vůbec jednoduchá, se servisem se totiž nepočítá. Není zde jediný vrut a obě strany bílé krabičky drží pohromadě jen pevně zaražený plát ventilačního žebroví.
Žádné šroubky, tady se s výměnou baterie nepočítá
Ten jsme nakonec brutálním zásahem ohnuli a pod deklem objevili roztomilou zelenou desku s dvojicí nepřehlédnutelných lithiových 3V článků na jedno použití Panasonic CR-AG (2 400 mAh), CR-2/AZ (1 600 mAh).
Jedná se o průmyslové baterie navržené právě pro dlouhodobý provoz a souvislý nízký odběr proudu jen v řádu jednotek miliampérů. Krátce ale může ve špičkách vyskočit dle modelu až na 3 A.
Přední strana desky čidla
Čidlo oxidu vypadá jako maličká baterie
Baterie proto mohou živit energeticky velmi úsporné řídící čipy, ale případně i rychle dobít třeba kondenzátory, anebo uživit přímo čidlo CO. Netatmo používá maličký senzor oxidu uhelnatého Figaro TGS 5141-P00 (PDF), který na první pohled připomíná spíše baterii počítačových RTC hodin.
Úsporné čidlo oxidu uhelnatého
Velkou část desky vyplňuje z obou stran také piezobzučák Kingstate KPEG132-5, který vygeneruje opravdu velmi hlasitý 85dB pískot.
Wi-Fi čip, výkonný Bluetooth čip a 4 MB flashové paměti
Zkušený kutil a čtenář našeho seriálu Pojďme programovat elektroniku by si možná pomyslel, že celou tuto legraci ukočíruje třeba jen jeden jediný modul SoC Espressif ESP32 vyzbrojený jak podporou Bluetooth, tak Wi-Fi, zadní stěnu desky ale k našemu překvapení vyplnila celá plejáda relativně výkonných mikrokontrolerů. Desetiletá výdrž je proto o to více impozantní.
Zadní stranu okupuje hromada armových čipů
Vedle piezobzučáku najdete nepřehlédnutelný plechový kryt Wi-Fi vysílače NW1000 (802.11bgn, 2,4 GHz), který používá tištěnou anténu na hraně desky. O kousek výše se nachází 4MB flashová paměť Macronix MX25R3235F pro firmware a ještě o kousíček výše konečně armový 32bitový mikrokontroler Nordic nRF52832 s relativně výkonným jádrem ARM Cortex-M4.
Čipy od severského Nordicu jsou hojně rozšířené a slouží třeba i v mnoha bezdrátových myších a klávesnicích, protože disponují integrovaným vysílačem Bluetooth. I náš čip je proto hned v sousedství tištěné antény, kterou používá ke komunikaci.
Na desce ještě jeden armový procesor
Netatmo nicméně s armovými čipy nešetřilo, a tak na desce najdete ještě jeden přímo uprostřed. I v tomto případě se nejedná o žádnou exotiku, ale o rozšířenou řadu ATSAMD od Microchipu; konkrétně se jedná o 32bitový model Microchip ATSAMD20E15 s jednodušším jádrem ARM Cortex-M0+.
Uprostřed desky je další armový čip od Microchipu
Proč má deska rovnou dva armové procesory (a třetí je možná schovaný ve Wi-Fi čipu NW1000), zůstává otázkou. Nabízí se představa, že zatímco výkonný Nordic slouží především ke komunikaci skrze Bluetooth, samotné měření hladiny CO, řízení piezobzučáku a LED obstarává ATSAMD.
Na shledanou za deset let
Výbava nás opravdu překvapila. Kvůli co nejvyšší úspoře jsme čekali možná skromnější výčet čipů. Nutno však podotknout, že pokud jsou ty nejhladovější obvody (Wi-Fi) po většinu času v hlubokém spánku, nebo doslova vypnuté, spotřeba se opravdu pohybuje na mikroskopických úrovních.
Netatmo u údaje s desetiletou výdrží nezapomnělo na zrádný symbol relativizující hvězdičky, nicméně ta je zde opravdu na místě. Pokud čidlo umístíte vedle zastaralého a nebezpečného kotle, možná bude posílat notifikace o zvýšené koncentraci každý den. V takovém případě celou dekádu pochopitelně nevydrží.
V běžných domácnostech, kde hrozí nebezpečná koncentrace oxidu uhelnatého asi tolik, jako protékající pračka, svá očekávání ale možná splní. No nic, nedá se svítit, musíme to vyzkoušet. Čidlo jsme sice demontovali, ale hrubý zásah přežilo a stále funguje.
Necháme jej proto v redakci dalších deset let a nejpozději 21. února 2032 v 18:45 SEČ se ozveme s výsledky měření.