原创 【拆解】352空气净化器

2023-10-31 09:11 2708 4 4 分类: 消费电子 文集: 日常拆解
前言:北漂第二年,我买了个空气净化器

2016年毕业后,我开始了北漂的生活,当时的北京,还处于雾霾的笼罩中,那时也真是体会了下什么叫大白天里伸手不见五指。这么形容虽然有点夸张,但是站在现在看当时,每天PM2.5爆表的日子,才是真的夸张。每个人出门时的状态,堪比疫情,每天出门上班都戴口罩。

当时看了一篇公众号文章,说空气污染给人们身体健康带来的危害,我很怕来了趟北京,钱没挣着,身体搞出一堆问题来,第二年就买了一台空气净化器。真实作用有多大,我无从验证,当时每天开着,就当心理安慰了吧。

后来,随着环境的治理,就暂且称之为治理吧,北京的空气条件逐渐好了,如果不算近几年北京春天的扬沙天气,总体来讲北京的空气质量还是可以的。我当年的空气净化器也很少开了,但是这东西每天放在那里不用,我有点手痒痒,就想拆开来研究下。


Part 1 拆解流程

整个拆解的过程,比我预料中要困难得多,最早使用的时候,有一次我不小心把一根牙签掉落进了出风孔,导致风扇无法正常转动,我叫了上门维修,维修的小伙跟我年龄相仿,他是厂家的专门的售后人员。时间太久远了,但是我记得他很效率地就把机器拆开,取出了牙签。估计没用半小时,就把它拆开了。

但是我变拆边研究,足足花了两天时间才把它勉强拆开了,之所以说勉强,是我拆解的过程中,因为不知道拆解的先后顺序,导致很多塑料卡扣,螺丝固定的卡扣都拆裂了,断了。我媳妇在旁边不断给我配音:“我听到了断裂的声音!”

接下来,我将按照拆解的先后顺序,介绍这款空气净化器的拆解过程,注意,这个拆解过程非常重要,要是没有按照这个顺序,是必然会把固定卡扣拆坏的,整个拆解过程,我对他们的结构设计工程师佩服得五体投地。话不多说,上图!走起!

为了方便理解,我先把整体的拆解流程,做了一个思维导图呈现出来,方便整体上先建立起一个大概的拆解框架

 

1.1拆解前的必要操作:断电

拆解或者维修任何电器前的第一步操作,就是:先断电。带电维修或者拆解的人,有两种人,一种是高人,那是艺高人胆大,一般人学不来;另外一种是死人,无知者无畏,弱电设备可能顶多冒个火花,吓你浑身冒冷汗,强电设备可真就是致死量满满了。任何操作,安全第一。

拆解前,先来个整体视图

正面和背面的视图

顶部和底部的视图,顶部是一些触摸按键,底部标签上是一些机器的基本参数。

侧面,机器的两个侧面是对称式设计,下方分别是进风口,连同背面的进风口,也就是机器是三面进风,上面出风。因为机器底部没有滑轮,移动不是很方便,而且这个东西类似于冰箱、洗衣机,如果放置到屋里基本不会有随时移动的需求,当然,没有设计底部的滑轮也可以降低一部分成本,机器上方两侧分别有这样一个凹陷进去的把手,方便移动机器,就像快递箱两侧的开孔一样的设计。


1.2 拆后盖

向上拉动后盖把手,可以很轻松打开后盖

后盖上,有个贴纸,说明了更换滤芯的方法,有文字描述,有图示,细节上做得是不错的,不过就是有个BUG,第一步是打开仓门,但是我不打开仓门又看不到这个说明,如果我不看这个说明,又不知道怎么打开仓门,那该怎么办?好像是个死循环了

按照图示取出滤芯

最后再看下从结构上是怎么把滤芯锁住的

拆出滤芯看下,是个中空的圆柱体,这是我后来买的官方替换滤芯,第一代滤芯特别重,里面有一个活性炭层,但是这个更新后的滤芯,活性炭层没有了,全是静电吸附的瓦楞纸,最外层是一层塑料网布,中间是吸附作用的瓦楞纸,最内层黑色的名义上是蜂窝改性活性炭,去除甲醛异味等,但是总觉得不如之前的一整层厚实的活性炭颗粒的层来的实在。


底部是密闭的,有个贴纸,提示该贴纸不能撕掉,上面有RFID芯片,拆开来一探究竟。拆开后,里面并没有发现所谓的芯片,只是一圈圈的印制线圈和一些特殊的点位和结构,它不带电池,所以它要工作只能依靠读卡的设备线圈先发出信号,通过线圈间的电磁感应,产生电能给自己供电,然后传输一段简单的信息,这个信息应该是标签制作的时候就规定好了,后续不能通过写卡的方式改变。

接着再来看看后盖上的插销是怎么实现结构上的联动的

可以看到正面的两颗螺丝,我拆下螺丝后,掰了半天,时钟取不下来,后来突然想到便签说明贴纸的后面应该还有隐藏的螺丝,用手试了下, 还有两颗,再把这两颗螺钉取下,就可以轻松打来这个后盖的结构部分了


1.3 拆底座

拆掉后盖和滤芯后,我想接着应该拆哪一部分呢?用撬棒撬了好几个地方,都没有思路,最后还是从底部找到了突破口,拆掉底座四个脚垫可以看到四颗螺丝

拆掉四个脚垫后,可以很轻松取下底盖,就是脚垫有点紧有点大,需要螺丝刀捅进去一点才能把它带出来

再来详细看下这个底座的部分

按理说,底座拆到这里,就是拆左侧盖子的步骤了,因为此时已经无法再继续拆底座的其他部分了,为了保证介绍的完整性,这里继续把拆解的底座部分在此处做介绍

关于电源通断在结构上的一个巧妙设计,应该是为了避免维修或者更换滤网时,忘记断开电源,出现安全问题。

继续拆掉后盖的其他螺丝,可以拆出下面这个结构,这个结构就可以解释上面拉动锁销后,托盘形成的高度差。射频小板的正上方,对应的是滤芯的RFID贴纸,因为是无源RFID,所以位置要正对,距离要近。

拆出射频小板仔细看下,右侧的板卡上可以看到线圈。这个线圈跟滤芯底部纸质的线圈形成耦合,读取滤芯底部的参数。

 

1.4 拆侧盖(之一)

先拆掉左侧面板固定的三颗螺丝,这里的左右是相对于图示方向说明的。此时左侧的盖子已经没有螺丝固定了,都是卡扣固定,用撬棒从一侧缝隙插入,依次撬开各个卡扣即可。如果先拆右侧,是必然会把盖子拆坏的。因为右侧盖子,除了上面这三颗,还有2颗隐藏款在下面固定。

拆掉风扇周围的螺丝,可以顺便拿掉支柱。


1.5 拆背面上盖

因为已经先拆掉了左侧盖板,此时就漏出了背面上盖的固定螺丝,拆掉固定背面上盖的螺丝后,剩下的就是卡扣固定了,可以比较容易拆卸下来。

当然,拆背面上盖之前,可以先把PM2.5检测模块取下来 


1.6 拆正面盖

拆掉左侧盖子除了露出了后面上盖的固定螺丝,还漏出了正面盖子的固定螺丝,但是我试图拆了几次正面的盖子,可能不得法,卡扣始终没有打开,我就转而去拆了右侧的盖子,但是右侧盖子同样难拆,我想,既然左侧的盖子全是卡扣,那右侧同理应该也是卡扣,果然,大力出奇迹,我把盖子拆下来的时候,发现右侧盖子竟然还有两颗固定螺丝,螺丝被正面的盖子挡住了,所以,此处先拆正面的盖子才是正确的步骤。


1.7 拆侧盖(之二)

拆卸完正面的盖板,再来拆右侧的盖板,才是对的,可是对我来说已经晚了。大力出奇迹,就这样被我给掰断了。


1.8 拆风扇

剩下风扇和整机的控制板,螺丝都清晰可见,没有隐藏,卡扣是真的结实,如果没有技巧估计大概率像我这样掰断不少。

风扇用了几年了,也没清理过,已经落了厚厚的土。这是清理前后的对比照,很多类似的家用电器,都是需要及时清理的,要是清洁不到位,反而成了一个污染源。

要把这个风扇反过来拆,依次可以得到如下几个部分

配重应该可以起到增加风扇运行稳定性的作用。

查了一下相关资料,这个铁片是给扇叶起平衡作用的。这样风扇运行起来更加稳定,噪音小。 

最后拆出了这个风扇的电机部分。

在往上是机器的主控板,在触摸控制面板的下方。

主控板的主要元器件的功能分布。

触摸按键板与塑料面板的对应关系。

至此,结构部分已全部拆解完毕。


Part2 电路赏析

由于整机的电路分部比较零散,而结构设计又比较复杂,所以文章整体上把结构和电路设计分开来讲,这里先放一个完整的电路结构图,各模块的功能分别如下图介绍

下面分别对各个模块做下详细描述


2.1 电源板

电源板正面的主要元器件分布。使用了电流型PWM电源控制。具体的控制电路如下,中间的GPIO 控制信号应该是使用了光耦隔离。

电源板的背面,强电弱电部分以及隔离部分PCB板上采用了挖空的处理方式。元器件的电装采用了红胶固定。


2.2 主控板

主控板的主控芯片

基本参数和接口分布如下图

正面数码管的控制芯片。

对应的驱动电路如下

Led灯使用了导光柱的方式往外透光,让光散出的更加均匀,有指向性。

这是安装上导光柱的样子。

正面的接口描述


2.3 灯板

灯板的设计很简单,主要是为了在前面板上亮灯,提示机器的工作状态。Led灯也可以显示不同的颜色来指示状态。三个灯是能亮三种颜色。


2.4 触摸板

触摸面板的正背面介绍。

主要是用了一个51 单片机控制加一个触摸按键的芯片。

51 单片机基本参数如下

触摸芯片以及触摸感应实现的原理介绍


  

2.5 RFID识别

RFID识别板卡主要使用了一个非接触式读写芯片以及一个单片机控制。识别滤芯底部的标签。如下是非接触式读写芯片的具体参数。

单片机还是使用了简单的51单片机来实现,具体的参数如下。


2.6 PM2.5检测

PM2.5的传感器使用了一个独立模块的形式,中间与主控板的连接增加了一个转接板。如下是转接板的描述。主要是用了连接器的转接,以及增加了RX和TX之间的串阻,用于接口之间的浪涌防护。

如下是PM2.5模块拆开的样子

一个很精致的模块。使用了有可能是一个专用的检测处理芯片。具体没有找到详细的数据手册。


2.7 风扇电机

最后是直流无刷电机。电机的五根线在标签上有描述,这应该是这个里面最贵的一个元器件了吧。


Part3 经验总结


3.1 结构设计

最后来个全家福,总结一下。当时滤网上面灰太多,就拎到阳台外面了,拍照的时候竟然把它给漏了。

总共拆出来这么多螺丝,整个机器的结构设计是我拆解以来最复杂的一个。但是他的螺丝使用的种类非常少,这样一方面可以节省成本,另一方面对于售后维护也是很方便的,就不用记着什么型号尺寸的螺丝在哪个位置了。尤其是给跟老的笔记本清灰,螺丝的型号简直能把人搞晕。最后组装回去的时候,螺丝剩一大堆。

整个机器的外观虽然是对称式设计,但是内部的结构估计是非对称式的,这种非对称式的结构设计反而恰恰体现了拆解的步骤。如果仔细看的话,是能摸到其中门道的,但是如果是第一次拆,就很不理解了。

整个机器的结构设计搭配的非常巧妙,里面有很多小心思都是通过结构设计去实现的。唯一很不好的一点就是整个机器的清理也是非常困难的,如果要清理扇叶上的灰尘,需要把整个机器从头到尾全拆一遍,才能做到全部的清理。


3.2 硬件设计

整个机器的硬件设计部分并不复杂。除了主控板使了32位单片机之外,其他的控制板均使用了51单片机。

但是看各个板卡上面的丝印描述,一般都到了V3或者V4版,如果不考虑小版本的迭代。这个硬件设计最起码迭代了三四版的样子。

当然,这个硬件设计的迭代并不一定是硬件设计出问题了才更新的,也有可能是为了配合结构设计进行的迭代处理。

整个板卡的走线大部分都是双面走线,这样可以很大地降低生产成本。同时,为了降低生产的物料成本,很多地方都做了空贴处理,能省的器件都省掉了,只保留必要的防护器件,毕竟也要考虑产品的售后成本。


3.3 拆解经验

因为很早的时候我把牙签掉进这个机器里,找了一次售后,我看到售后的小哥用了也就不到半小时,就把机器从头到尾全拆开了。所以我就凭着很久远的模糊的记忆,想着自己也很容易能拆开。但是整个拆解的过程花了好长的时间才拆开,而且拆坏了很多固定的卡扣。

这个时候正确的做法应该我先去网上看一下相关的拆解教程,学习和了解一下机器在拆解过程当中的注意事项,应该也就不会把机器拆的这样七零八落,也更能提高拆解的效率。但是话又说回来,拆解本身就是一次从无到有的过程,这种摸着石头过河的状态,学到的东西才更加深刻。如果看了网上的拆解教程,这样反而不利于这次的拆解学习。

不过为了不把东西拆坏,确实在遇到困难的时候,不要想着大力出奇迹,还是要用正确的方法来了解到正确的拆解方式。还想到一个正确拆解的打开方式,就是问售后。可以直接问他们这个地方要拆开的话应该怎么做,他们应该也有官方的拆解教程。这样的话更准确,更到位。


别走开,还有个彩蛋:

就在我拆完拍照欣赏的时候,突然发现桌面还有这个东西,附带的一个无线遥控器,也拆开来研究下。

电池按照说明抠出来了,是一个2025的电池。这个2025表示的是电池的尺寸。正上方是一个红外发射二极管。

我想着研究一下这个怎么拆开,但是看了一圈,既没有卡扣,也没见有螺丝固定。居然正面就直接使用了一个塑料贴膜当了面板,拆开后的硬件设计也是极简风。

电池靠弹片的接触给板卡供电。

除了一颗滤波电容。再也没有其他外围的器件了,如果还要再省的话,这颗滤波电容估计也能省掉。

PS:就在我盘算着北京的雾霾时代已经过去了的时候,然而就在我拆解的这两周,北京又出现了重度雾霾橙色预警。这老天是在跟我作对吗?看来研究完,我又要抓紧组装回去清理雾霾了。

以上就是本次空气净化器的全部拆解内容,如果喜欢记得点赞和分享,对文章内容有不同意见,欢迎留言讨论。

作者: 硬件工程师职场, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3863800.html

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文章评论4条评论)

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开发工匠 2023-11-13 09:12

写的好,学习和参考

自做自受 2023-11-12 09:15

拆解,学习,长知识,丰富经验,善维修,循环使用利环保,生活适宜好享受!
说到空气净化器,我从来就不信!人类来到地球时,对空气做了净化吗?

硬件工程师职场 2023-11-11 09:35

luckyzy2000: 非常棒的拆解和描述,继续加油!
多谢支持和鼓励

luckyzy2000 2023-11-9 15:23

非常棒的拆解和描述,继续加油!
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