Yazılımla kilitlenen alet pillerinin onarılması | çevrimiçi

Modern akülü alet aküleri, hücre voltajını, sıcaklığı, şarj durumunu ve aşırı yükü izleyen gelişmiş akü yönetim sistemleri (BMS) içerir. Bu koruma mekanizmaları temelde faydalıdır; cihazların ve kullanıcıların zarar görmesini önlerler. Peki bu sistemler yanlış alarmları tetiklerse veya geçici sorunları kalıcı kusurlar olarak yorumlarsa ne olur?

Gerçekte, hücreler ve donanım tamamen sağlam olmasına rağmen birçok pilin yazılım kilitlenmeleri nedeniyle kullanılamaz hale geldiği görülüyor. Kısa bir voltaj düşüşü, uzun süreli depolamadan sonra hafif bir hücre dengesizliği veya bir cihaz yazılımı hatası – ve pahalı pil bir kağıt ağırlığı haline gelir. Üreticiler genellikle yeni bir pil almaktan başka bir çözüm sunmuyor ve garanti süresi içinde bile pili değiştirmek sakıncalı olabiliyor.

İki dikkate değer açık kaynak projesi şu anda bu sorunla mücadele ediyor ve üreticilere pillerini kendilerinin onarabilecekleri araçları sağlıyor.

Makita LXT: Pil Bilgilerini Aç (OBI)

İsveçli geliştirici Martin Jansson, projeye yaklaşık üç yıl önce, Makita pillerinden birkaçının görünürde hiçbir neden yokken çalışmayı bırakmasının ardından başladı. Klasik belirtiler: Pil artık şarj edilemiyor, BMS bir hata bildiriyor ancak hücrelerin kendisi iyi durumda.

Jansson'un NEC'e (Renesas) ait bir F0513 mikrokontrolcüsüyle yaptığı orijinal tersine mühendislik girişimleri zahmetliydi. Bu buluş, okuma koruması etkin olmayan STM32 mikrokontrolcülü bir kart da dahil olmak üzere birkaç yeni BMS kartını bağışlayan bir Romain kullanıcısının onunla temasa geçmesiyle gerçekleşti. Jansson, kartı teslim aldıktan sonraki beş dakika içinde Ghidra ile ürün yazılımı üzerinde tersine mühendislik yapmayı başardı.

Makita pilleri nasıl iletişim kurar?

Makita LXT pilleri, sarı konektör aracılığıyla Maxim'in OneWire protokolünü temel alan bir iletişim sistemi kullanır. Zamanlama parametreleri standarttan farklı; muhtemelen kasıtlı bir şaşırtmaca. BMS, Sıfırla, ROM'u Atla ve ROM'u Oku gibi standart OneWire işlevlerini destekler. Özellikle ilginç: Protokolü tek kablolu UART'a değiştiren gizli bir arka kapı komutu var. Bu erişim, tüm aygıt yazılımını okumak ve hatta belleğe yazmak için kullanılabilir.

Donanım gereksinimleri

OneWire protokolü hassas zamanlama gerektirdiğinden standart programcılar güvenilir şekilde çalışmaz. Jansson bu nedenle onu geliştirdi ArduinoOBI – Zaman açısından kritik iletişimle ilgilenen Arduino tabanlı bir programcı. Donanım, USB'li bir Arduino, bir adaptör kablosu ve birkaç dirençle sınırlıdır.

OBI'nin yapabilecekleri

Teşhis:

• Tüm BMS parametrelerinin okunması (hücre voltajları, sıcaklık, şarj durumu)
• Hata kodlarının ve kilitleme durumlarının tanımlanması
• Hücre dengesizliklerinin analizi

Tamirat:

• Yazılım kilitlemelerini sıfırla
• BMS'deki hata mesajlarının silinmesi
• Pil ile şarj cihazı arasındaki iletişimi yeniden sağlayın

OBI'nin modüler mimarisi, geliştiricilerin ek üreticiler için destek eklemesine olanak tanır. Her modülün yalnızca bir get_display_name() işlevini ve bir ModuleApplication sınıfını uygulaması gerekir. Maalesef burada henüz başka modül yok gibi görünüyor.

Kurulum ve kullanım

Yeni başlayanlar için: Önceden derlenmiş Windows EXE dosyasını GitHub sürümlerinden indirin; Python kurulumu gerekmez. Ancak Chrome'un .zip dosyasının potansiyel olarak tehlikeli yazılım olduğu bildiriliyor ve Virustotal da uyarıyor. Bu yüzden Python kodunu kullanmak daha iyidir:

1. Klon deposu
2. Python bağımlılıklarını yükleyin (pyserial vb.)
3. Arduino bellenimini Arduino'ya (Arduino IDE veya PlatformIO) yükleyin
4. Aküye bir bağlantı kablosu oluşturun
5. Python GUI'yi başlatın ve pili teşhis edin

Yapımcı topluluğu OBI'yi coşkuyla karşıladı. “Fingers Electrical World” forumunda bir Alman kullanıcı, geliştiriciyle iletişime geçtikten sonra, başlangıçta Python aracıyla çalışmayan eski piller için özel donanım yazılımı aldığını bildirdi. Arduino Nano'daki bir konsol programı daha sonra pili başarıyla sıfırlamayı başardı.

Proje aktif olarak geliştirilme aşamasındadır ve DeepWiki'deki belgeler sistem mimarisine ilişkin kapsamlı bilgiler sağlamaktadır.

Ryobi ONE+: Ayrıntılı hata analizi ve cihaz yazılımı değişikliği

Badar Kayani, yeni pillerinden üçünün beklenmedik bir şekilde arızalanmasının ardından Ryobi pil korsanı oldu. Merakı onu konunun derinliklerine götürdü: eBay'den düzinelerce arızalı pil satın aldı, devre kartına ters mühendislik uyguladı ve tüm hata modlarını ve onarım adımlarını titizlikle belgeledi.

Video yalnızca Ryobi araçlarının sahipleri için ilginç değil, aynı zamanda donanım korsanlığına yaklaşımın nasıl görünebileceği hakkında genel bilgilendirici.

Ryobi PBP005 kartında tersine mühendislik

Kayani, PBP005 modelinin yaklaşık yüzde 95'i tamamlanmış tam bir şemasını oluşturdu. Mimari, bazı ilginç ayrıntılarla birlikte BMS devrelerinin tipik bir örneğidir:

Merkezi bileşenler:

• AFE çipi: “3705T” işaretli bilinmeyen çip – muhtemelen bir klon veya özel ASIC. Kayani, I²C veriyolunu koklamayı başardı ancak veri sayfası olmadan iletişimin şifresini çözmek zordu.
• Mikrodenetleyici: NXP LPC804M101 (ARM Cortex-M0+)
• Yük algılama devresi: Akü terminallerindeki yüksek dirençli yükleri bile algılar ve deşarj MOSFET'lerini etkinleştirir

Hata ayıklama arayüzü: Kartta, ürün yazılımını okumak ve değiştirmek için kullanılabilecek bir SWD Tag Connect başlığı bulunur.

En yaygın sekiz arıza modu

Kayani düzinelerce arızalı pili analiz etti ve aşağıdaki arıza modlarını ve bunların yaygınlığını katalogladı:

Yüzde 65'lik bir yaygınlıkla kalıcı ürün yazılımı kilitlenmesi en yaygın sorundur. Belirtiler: Durum düğmesine ilk kez bastığınızda bir LED yanıp söner; daha fazla tıklamayla dört LED yanıp söner. Pil şarj edilemez veya boşaltılamaz.

Kayani'nin teorisi: Uzun süre saklanan piller, dijital kısmın sürekli güç çektiği bir yazılım durumuna girer. Deşarj sırasında belirli bir voltaj seviyesinde, cihaz yazılımı kalıcı bir kilitleme ayarlar. Etkilenen pillerin çoğu nispeten boşalmıştı. Başka bir tetikleyici: Eğer bir hücre bankası diğerlerinden yaklaşık 0,15 volt daha azsa ve toplam voltaj belirli bir aralıktaysa, onu şarj cihazına yerleştirmek kilitlenmeyi tetikler.

Firmware Değişikliği: Kutsal Kase

Kayani, tek baytlık bir hafıza adresinin bulunduğunu keşfetti. 0x7E90 Kilitlenme durumuna karar verir. Bu bayt sıfır değilse pil kalıcı olarak bloke edilir. Sıfıra ayarlanırsa pil tekrar normal şekilde kullanılabilir.

Gerekli donanım:

• Etiket Bağlantı Kablosu: Doğrudan J-Link bağlantısı için TC2030-IDC-NL (tag-connect.com'da mevcuttur) veya TC2030-CTX-NL
• J-Link EDU Mini: Adafruit veya diğer perakendecilerden temin edilebilir (~50 Euro)

Kablolama: Kayani, SWD pinlerine erişmek için Amazon pil adaptörünü açıp değiştirmek zorunda kaldı. Makalesindeki ayrıntılı diyagramlar, Tag-Connect kablosu ile J-Link arasındaki doğru bağlantıyı göstermektedir.

Yazılım iş akışı:

1. SEGGER J Flaş: Firmware'i HEX dosyası olarak okuyun (bazıları GitHub'da mevcuttur)
2. HexEditor eklentisine sahip VSCode: Firmware'i analiz edin ve 0x7E90 adresindeki kilitleme baytını sıfıra ayarlayın
3. SEGGER J-Flash Lite: Değiştirilmiş ürün yazılımını mikro denetleyiciye geri yükleyin

Başarı oranı: Kayani, yalnızca kilitleme bitini temizleyerek neredeyse yeni beş pili (hepsi 3V/hücre civarında) yeniden canlandırmayı başardı. Bir kez yanıp söndükten sonra, başka bir müdahaleye gerek kalmadan standart bir Ryobi şarj cihazıyla doğrudan şarj edilebilirler.

J1 sıfırlama numarası

Daha hafif kilitlenmeler için herhangi bir ek donanım gerektirmeden daha kolay bir yol vardır; sadece pili açmak, denemeye değer!

J1 sıfırlama prosedürü:

1. Durum düğmesine basın
2. Kısa devre J1 atlama teli
3. Durum düğmesine tekrar basın, LED 2 ve 4 yanar
4. J1 atlama kablosunu açın
5. Hazır

Bu sıfırlama, geçici kilitlemelerde ve bazı hücre dengesizliklerinde işe yarar. Kayani, birçok Reddit başlığının bu hileyi bildirdiğini ancak çoğu zaman farklı kilitleme türleri arasında ayrım yapmadığını belirtiyor.

Çözülmemiş arıza modları

Bazı piller, şarj cihazının bunları tanıyamadığı şarj hataları gösterdi. Kayani, sorunun kaynağı olarak T1 devresini belirledi ancak sorunu izole etmek için kısa devre testleri yapmasına rağmen kalıcı bir çözüm bulamadı. Bazı transistörlerin parça numaralarının olmayışı ve V_BATT'ın yanlış konumlara yönlendirilme riski onarımları zorlaştırıyordu.

Etik soru

Kayani önemli bir soruyu gündeme getiriyor: Bu aşırı donanım yazılımı kontrolü ve kilitleme yaklaşımı, güvenlik ve uzun ömür açısından gerçekten daha mı iyi? Bir yandan felaketlerin önüne geçmek istiyorsunuz ama diğer yandan bu sistemlerin yanlış alarm oranı da yüksek, bu da çalışan pilleri elektronik atık haline getiriyor.

Şüpheci, Ryobi'nin kasıtlı olarak eskimiş bir bina inşa ettiğinden şüphelenir. Kayani öyle düşünmüyor; Ryobi üç yıllık bir garanti sunuyor ve kendi pilleri arızalandığında bir yıldan daha az bir geçmişe sahipti. Sorunsuz bir şekilde değiştirildiler (gerçi yedek pil de kısa süre sonra arızalandı).

Tezi: Ryobi, güvenlik sistemlerini tasarlarken iyi niyetliydi ancak yanlış alarmları önleyecek kadar kapsamlı testler yapmadı. Kendi kendini sıfırlama seçeneği olmayan kalıcı bir kilitleme, bir özellik değil, bir tasarım hatası olabilir.

Güvenlik hususları ve hukuki konular

Yasal Uyarı: Her iki proje de lityum pillerle çalışmanın tehlikeli olabileceğini vurguluyor. Kullanıcılar kendi güvenliklerinden sorumludur ve en iyi uygulamaları izlemelidir.

Garanti: Pillerin açılması ve değiştirilmesi genellikle garantiyi geçersiz kılar. Garanti kapsamında olan piller için öncelikle üreticinin servis departmanıyla iletişime geçmelisiniz.

Garanti: Geliştiriciler, araçlarının kullanımından kaynaklanan herhangi bir hasardan dolayı sorumluluk kabul etmez. Her iki proje de tamamen eğitim ve onarım amaçlıdır.

Tamir Hakkı: Bu projeler Onarım Hakkı hareketinin başlıca örnekleridir. Kullanıcıların pahalı donanımları atmak yerine onarmalarına olanak tanır; bu da sürdürülebilirliğe önemli bir katkı sağlar.

Çözüm

Martin Jansson ve Badar Kayani'nin projeleri tersine mühendislik, azim ve açık kaynak felsefesiyle nelerin mümkün olduğunu etkileyici bir şekilde gösteriyor. E-atıkları çalışan araçlara dönüştürüyorlar ve üreticilere donanımlarının kontrolünü geri veriyorlar.

Bu projeler kimler için uygundur?

• Makita OBI: Yazılım kilitlenmelerini teşhis etmek ve sıfırlamak isteyen Arduino deneyimi olan yapımcılar için idealdir. Eklenti mimarisi sizi denemeye davet ediyor.
• Ryobi onarımı: elektronik bilgisine sahip ileri düzey üreticiler için daha fazlası. Ürün yazılımı değişikliği, özel donanım (J-Link) ve düşük düzeyli hata ayıklamanın anlaşılmasını gerektirir.

Her iki proje de aktif ve katkılara açıktır. Örneğin, akülü tornavida pili arızalı olan okuyucular için bu projeleri denemek faydalı olabilir ve belki de okuyucular bulgularıyla daha fazla gelişmeye katkıda bulunabilirler.

Mesaj açık: Bir üreticinin “tamir edilemez” demesi bunun doğru olduğu anlamına gelmez. Üreticiler, doğru araçlar ve topluluk bilgisi sayesinde cihazlarını daha uzun süre kullanabilir ve e-atıkları azaltabilirler

Ayrıca bakınız:

(gaw)