如果喜歡或討厭它 那麼就直接拆了它
這可能就是專屬電子工程師的樸素表達
洞悉硬體迷思 隨心評測拍磚
本期《與非拆吧》聚焦小艾智能艾灸盒
點擊文末「閱讀原文」 接入完整版評測報告
出鏡:曹順程
製作:與非網視頻團隊
艾灸,中年大媽最熱愛的養身方案之一,其存在遍布中國一線城市到沒線城市。目前來說,傳統的艾灸產業已經屬於紅海市場,趨於飽和,但是移動網際網路的發展興起了這個產業的變革,智能電子艾灸的誕生讓艾灸從產業化趨向家庭化轉變,而這片藍海,似乎還沒多少企業觸及,你心動了嗎?
這期與非拆吧就來拆解這麼個有意思的玩意——小艾智能艾灸盒 2 代 pro,入手的價格是 270RMB,價格不算太貴,可能就是去線下體驗一兩次傳統艾灸的費用,那麼問題是這個電子艾灸到底能否等同於傳統艾灸,其硬體電路方案和工作原理又是如何的?把它拆了吧!
拆機全程 精選解讀
從產品外觀來看,是傳統的貼合加卡扣結構,正面是一個段式 LED 顯示器,可以顯示當前的溫度。
而背面類似家用的電蚊香片加熱器,一個凹槽型的加熱器(凹槽內放置艾餅),外圈布局一圈加熱指示燈,產品設計結構清晰,即便第一次接觸這個智能艾灸盒也非常容易上手。
關於智能艾灸盒的使用和拆解過程可以觀看視頻,下面則是拆解完整個智能艾灸盒的全部器件,本文會主要討論其電路方案及硬體設計。
拆解完給人的第一印象這東西內部做工確實比較粗糙,如果只看外觀的話欺騙性很大,從內部結構布局以及 PCB 設計來看更像是第一版試產的產品,如果這個產品要繼續銷售,我覺得後續得更新迭代是必不可少的。
吐槽歸吐槽,但其硬體方案設計以及結構布局還是比較值得借鑑的。
主控制板
黃色:意法半導體 MCU STM32F030C8T6 / 綠色:天微 LED 驅動器 TM1650 / 灰色:泰凌藍牙晶片 TLSR8266F512ET32 / 紅色:英飛凌 MOS 管 IRLR7843 / 青色:蜂鳴器
主控制板核心是意法半導體 STM32 微控制器(黃色),基於 Arm cortex-M0 的 32 位單片機,這裡主要用於控制藍牙模組、LED 驅動、以及主控制板上的溫度檢測、LED、蜂鳴器,此外還控制著充電管理 PCB 板上的充電管理以及升壓轉換器這部分器件,目前在智能家居產品中,ST 的低功耗單片機方案比較多。
中間這顆綠色的器件從 PCB 布線可以看到連接的是背面的段式 LED 顯示器,所以不難推測這顆器件是 LED 驅動器,規格型號位 TM1650,這是讓人挺驚訝的地方,國產器件,性價比非常高,一顆就能夠驅動 4 位 8 段數碼管以及按鍵掃描,和 74HC595 晶片相比,可以節省一片晶片的成本,以往需要兩片 74HC595 才能驅動 4 位數碼管。另外像閃爍控制,亮度控制完全可以通過 TM1650 實現,不需額外編程,開發也很便利。
咖啡色器件是泰凌的藍牙模組,藍牙晶片規格型號為 TLSR8266F512ET32,在單片晶片上集成了 32 位 MCU,BLE/2.4G 射頻收發器,16KB SRAM,512KB 內部 FLASH,14 位帶 PGA 的 ADC,6 通道 PWM,3 個正交解碼器,硬體按鍵掃描模塊,豐富的 GPIO 接口,多級電源管理模塊,基本上開發市面上常用的藍牙低功耗產品都能滿足。
紅色器件從封裝也能猜到是 mos 管,型號是 IRLR7843,原本屬於國際整流公司的產品,14 年被英飛凌收購了,這顆器件在這裡主要是用於導通加熱片,可以理解為開關,而從這個產品來說,他是一開機就進行自主加熱,所以智能艾灸盒的開關是需要長按開關機鍵進行操作,這點倒是比較人性化。
青色器件為蜂鳴器,目前在體驗的時候發現主要是用於藍牙連接手機小程序的提示音。
主控制板背面的話基本上沒什麼器件(下圖),除了一塊段式 LED 顯示屏,其餘的都是一些連接外設的接口以及連接充電管理 PCB 板的信號線。
連接的外設接口包括兩個溫度檢測接口,LED 指示燈接口、加熱片導線接口、連接到充電管理 PCB 板上的 FPC 排線(包括按鍵、開關機鍵等)。
為何有兩個溫度檢測接口?
很簡單,一個是用於檢測裡鋰電池,檢測到鋰電池過熱的話會通過 STM32 控制啟動風扇;而另一個是用於檢測加熱片上的溫度,而實時溫度會反饋到顯示器上或者上傳到手機小程序顯示界面上。
充電管理 PCB 板
充電管理 PCB 板主要包括了鋰電池充電管理以及加熱片升壓部分電路。
綠色:鋰電池接口 | 青色:主控制板與充電管理 PCB 板互聯接口,包括鋰電池供電信號以及升壓電壓信號 | 紅色:遠翔同步升壓轉換器 FP6277(電流模式升壓 DC/DC,集成 PWM/PSM) | 黃色:鈺泰鋰電池充電管理器 ETA6002
充電管理 PCB 板比較有意思,青色的是主控制板與充電管理 PCB 板互聯接口,同樣是鋰電池供給主板電壓的接口,按照正常邏輯不是應該只有兩根信號線嘛,電源跟地。
但是,通過小板上的電路觀察會發現真相:靠近這個接口旁邊有顆紅色器件遠翔同步升壓轉換器 FP6277,而且看布線可知是通過黃色線通到主板上去的,這就很明顯了,這 3 根信號線,除了鋰電池提供的電壓還包括升壓轉換器提供的電壓,而從整個硬體電路來看,鋰電池的供電通過主板上的降壓轉換器提供給各個部分晶片供電,而升壓轉換器輸出的電壓是供給加熱片供電的。
黃色器件為這個板子鋰電池的充電管理 IC,型號為 ETA6002,仔細觀察上面這塊板子你會發現周圍的器件非常之少,這就構成一個充電管理電路了?是不是很有意思?更神奇的是這個器件還包含絕配的動態路徑功能。
參考下圖,用戶在設計此方案的充電管理電路時可以將 MCU 用電和電量顯示 LED 用電連接到系統供電端引腳(SYS),然後 SYS 引腳在輸入電源存在時使用輸入電源供電,而在沒有輸入電源的的情況下使用電池供電。
另外在充電完成後,輸入電源一直插入情況下,系統的耗電會來自輸入電源,不損耗電池電能,最大程度保持電池電量。
充電管理 PCB 板背面只有一個 TYPE-C 接口以及 3 個按鍵,雖然簡潔,但是看這個糟糕的焊錫塗抹的讓人感覺一種弄弄的廉價感,而且在我看來,完全沒必要採用 type 接口,畢竟從電路來看它並不支持快充,而如果說 type-C 直接是為了方面用戶接插那就有點奢侈,畢竟這個出發點不是很有必要,而且成本還是嫁接在用戶身上的。
到這裡我們基本上能概括出整個智能艾灸盒的硬體電路方案。
硬體系統框圖
寫在最後
首先,必需要說明,在拆解這個產品前,筆者親自體驗了一周,當然也不排除體驗周期太短的原因,反正對於我來說沒有明顯感覺到有什麼功效,倒是有幾次貼皮膚太緊,被燙到了;
如果說要與傳統艾灸比較,電子艾灸操作的靈活性更大,在功效沒有充分發揮前(如果有,笑~),你可以把它當成一個暖寶寶,想熱哪裡貼哪裡,除此之外論功效,我只能說信則有,不信則無,對於我而言,我是信了,但是沒體會到,甚是遺憾。
而作為一個硬體工程師來看,智能艾灸盒這個產品的創意要遠大於產品實用性本身,將平時一些很常用的功能模塊通過百般摸索+結構設計整合糅合在一起去革新傳統行業,這是非常酷的一件事,說是科技創新道路上的前行者也不為過。
但是,在這種創新之下,卻沒有將這種創新的思想理念用於實際生產製造的產品上,內部接線布局雜亂,PCB 板焊錫油漬顯眼髒亂,給人一種重複維修而推向市場的產品,果真是應證了那句話「金玉其外,敗絮其中」,創意輸給了設計!
- END -
技 術 | 職 場 | 業 界 | 活 動
電 子 業 內 權 威 社 群
千 餘 專 家 群 策 群 力
歡 迎 加 入 與 非 微 信 群
- 添加微信,回復「關鍵詞+公司+崗位」,即可入群
- 關鍵詞:嵌入式、AI、RF、傳感器、汽車電子、物聯網、IC設計、EDA、PCB、開源硬體