原创 【拆解】4毛钱的加湿器,研究加湿器驱动电路以及加湿器的成本

2024-3-6 00:12 2051 13 7 分类: MCU/ 嵌入式 文集: 拆解活动

加湿器由来
这个加湿器,我当时是在过年的时候买的,当时抖音好像有个4元的无门槛优惠劵,然后刚好看到这个加湿器可以用优惠卷,想着买一个给弟弟玩吧,最后实付款也才4毛钱,我觉得抛开优惠劵不说,本来卖4.55且包邮,这个价格还是很离谱的,所以今天我打算拆解并且分析一下看看这个加湿器是如何控制成本的,以及分析一下加湿器电路是怎么样实现的,大家有什么好的想法都可以一起交流!

加湿器外观展示





外观信息
1.从后面可以看到,加湿器采用micro-usb接口,我估计应该是几年前的模具了,或者是节约成本?不知道type-c比micro-usb能便宜多少,知道的大神可以说一下
2.整个加湿器中间有塑料条,但是从灯光来看,绝对不是一整条led,这种价格的产品,大部分都是里面有led灯,然后塑料条透光出来,达到一个led灯条的效果,这种方法的缺点就是led的地方灯是最亮的,优点当然就是便宜且方便
3.顶部有个按钮还有加湿器的雾化片开孔
4.铭牌信息,可以看到中国制造,输入电压是直流5V,功率是1.5W
5.GB 4706.1-2005是执行标准,家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求

加湿器内部展示



内部信息
1.内部是一整个塑料壳,透明的塑料壳,应该是方便透光的,头部可以拆卸,里面放加湿器的棉条,可更换棉条,棉条盖有弹簧,用于压紧棉条的,做工还算可以,没有什么毛刺,可能是机器一体成型的
2.可以观察到塑料壳和顶盖是卡扣连接的,所以等一下拆的时候,直接撬开卡扣即可


拆解外壳

1.可以观察到,顶壳和塑料壳是卡扣连接,所以直接把撬棒插到缝隙里面,往下用力,就可以把卡扣顶开,然后撬棒沿着边边滑动,把3个卡扣全部顶开,这样塑料壳就可以和顶壳分离了
2.板子固定没有任何螺丝,完全是靠塑料壳压着的,所以直接可以把板子拿出来,小心不要扯断雾化片的线

内部讲解


1.板子采用micro-usb供电,2引脚,一脚是vcc,一脚是gnd,micro-usb外壳接地,D+ D-脚悬空。可以看出来,采购还是买的最便宜的4脚micro-usb,没有买适合板子的2脚micro-usb,一方面是没什么影响,另一方面是省钱,我平时做项目,双脚的我就买双脚的,第一次见到这样,学到了
2.主控芯片上面没有丝印,采用的封装是SOP-8,很常见的封装,,芯片上面没有打磨痕迹,所以厂商可能为了成本,感觉是出场就没丝印,大概率还是定制的便宜芯片,我测量了一下电路,引脚如图所示
(一)1脚VCC和8脚GND是非常常见的SOP-8布局,所以这个没什么疑问
(二)2、3、6脚测出来是控制RGB灯的,LED1--G、LED2--R、LED3--B,但是这个布局非常的奇怪,而且3个引脚都可以控制RGB的亮度,所以这三个脚大概率是芯片的IO引脚且可编程,或者是出厂就定制好了。
(三)4脚是按键引脚,负责检测按钮是否被按下
(四)7脚是空脚,没有和任何元器件相连,有可能是出厂的测试引脚或者就悬空没用的
(五)5脚是输出频率的引脚,我用示波器测了一下,输出频率大概是107KHz


MOS管和电感电容的作用
这个雾化器最有技术含量的地方就在这了!本着学习的心态,我研究了一段时间,现在给大家分析一下,要是有什么问题,可以在讨论一下。
1.首先PMW输出频率控制MOS管,MOS管利用开关特性,实现放大频率,并且源源不断给后面的LC谐振电路提高"能量",电感和电容组成LC谐振升压电路,LC谐振在三极管输出的频率下,产生高频的振荡信号,驱动雾化片,雾化片振动水从成百上千的小孔中"拍出"形成水雾
在谐振频率下,电路的阻抗最小,电流达到最大值。
当输入电压的频率接近谐振频率时,电路中的电感会储存能量,而电容会释放能量。这样,电路中的能量会逐渐积累,导致输出电压升高。
(由于没钱买示波器,所以波形大家就凑合看看吧)
【PMW输出波形】


【三极管放大后的输出】


【LC谐振电路产生的高频输出】




MOS管和电感电容电路分析

我用万用表测量了各个引脚,并且根据自己微薄的知识储备,画了电路图,如有错误欢迎交流


1.电路的MOS管我查了一下,型号是A2sHB,SOT-23塑料封装的N沟道MOS管



2.雾化片是压电陶瓷雾化片



3.电感是贴片三脚升压电感,型号:CD75/CD0805

【注意】三脚电感又成为自耦变压器



分析LC谐振电路


①电容给电感充电 电能→磁能

②电感给电容充电 磁能→电能 (反向充电,电压小于0)

③电容给电感充电 电能→磁能 (正向充电,电压逐渐提高)

④电感给电容充电 磁能→电能


①→④为一个周期的充放电   

可以看到谐振频率是靠电感和电容决定的。所以谐振频率的公式如图↑


串联的LC谐振电路,当输入信号==谐振频率的时候

电路的阻抗最小,电感和电容相当于一条导线,这样可以作为一个选频电路,可以选择需要的频率进行放大,而且电路中的电感会储存能量,而电容会释放能量。 这样,电路中的能量会逐渐积累,导致输出电压升高



电路图

电路图是我根据万用表来测的,可能有的地方会不太准,不过大概是没什么问题的,电容和电感的值我测不出来,不过影响不大





成本分析


1.mirco-usb母座,我查了一下批发,购10000个,是0.03元/个



2.电阻电容批发一盘5000个大概15块钱,大概一个0.003,直接忽略不计吧



3.MCU主控芯片,感觉这个板子是定制的,所以我看了各大定制mcu的供应商,大概是0.1-0.2块钱一个,具体的也不知道,所以按1.5来算吧



4.MOS管A2SHB,批发300000个大概是0.022一个



5.轻触开关,大概在0.02左右吧,1000个起



6.RGB灯珠,4000个起批的话,大概是0.0175块/个



7.三脚电感(自耦变压器)0.14一个



8.雾化片,0.62一个,500000片批发



9.PCB板,这个东西还真的触及到知识盲区了,但是参考嘉立创的免费打样,这种小东西应该不会很贵吧!所以按0.5块/个算


10.外壳

外壳这个也触及到知识盲区了,所以也算0.5块吧,因为模具看着是共模且很老


产品成本合计

0.03+0.003*4+0.1+0.022+0.02+0.0175+0.14+0.62+0.5+0.5=2.1015

算上人工/快递的话,产品本身卖5块钱应该是可以赚一点的,但是这些价格都是明面上我能看到的,有可能厂商会和供应商谈,价格可能更低




总结


(一)首先是这个模具,这个外壳设计的其实还是不错的,一体成型,没有什么毛刺之类的,不像是以前那种劣质手电筒的外壳,全是毛刺,证明现在的外壳工艺水平提升了很多,而且成本也控制的很好


(二)加湿器本身的技术难度其实不大,主要是搞懂振荡电路,了解如何驱动雾化片工作,但是非常非常适合新手刚学模拟电路的时候,自己买一个拆来研究研究,这样更好的了解MOS管和LC谐振升压电路的原理,我之前都是在书本上面学,然后做题,这次拆解是我第一次真实接触到三极管和谐振电路,感觉还是和书本上面的理想状态有些许差别的!实践才是检验真理的唯一标准!


(三)示波器我不怎么用,斥"巨资"买了个迷你示波器,感觉和那种贵的示波器没得比,波形都差得远着呢,不过还是学到了示波器的简单使用


(四)第一次查物料的价格,平时都是原价买的,现在查到批发价,还是比较震惊的,因为现在的产品价格控制的都很极限,感觉在采购方面还是有非常多的学问的,包括哪种型号好用,哪种性价比高,哪个厂商的物料更好,都需要研究

   

(五)最后再感谢一下面包板社区组织的这次活动,要是没有这次活动这个加湿器电路或许我永远都不会研究,或许这就是拆解的意义吧,也不去窃取厂商的技术,单纯是研究原理,所以我也非常愿意把我这两个星期研究的成果分享给大家。社区组织了这些活动,使得网上的资料越来越多,让大家可以学到更多的东西。当然我这个文章或许有的地方有bug,都欢迎大家一起讨论!谢谢各位朋友们!


作者: 小恶魔owo, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4067534.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

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文章评论11条评论)

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许四九 2024-12-14 10:03

您好我想请教一下,这个加湿器的定时功能是那个模块实现的

开发工匠 2024-3-18 11:01

写的好,学习和参考

小恶魔owo 2024-3-15 16:06

dzsj168: LED应该是放反了,这样驱动连接是不亮的。
对,画的时候没太注意,画反了

dzsj168 2024-3-15 15:53

LED应该是放反了,这样驱动连接是不亮的。

小恶魔owo 2024-3-8 09:45

自做自受: 我猜也是一张纸,文字很小很简单,见多了,总感觉是应付了事,印象中我们消费者很普遍的都不阅读说明书,几乎都是连包装袋子\盒子\箱子随手扔了,看都不看一眼。 ...
是啊,各个地方压缩成本,能省就省

自做自受 2024-3-8 08:22

小恶魔owo: 说明书等我过两天回家找一下,这种出口的说明书一般都一张纸,感觉都不是很正规
我猜也是一张纸,文字很小很简单,见多了,总感觉是应付了事,印象中我们消费者很普遍的都不阅读说明书,几乎都是连包装袋子\盒子\箱子随手扔了,看都不看一眼。所以制造者能省就省了,又降低了成本,也是满足消费者潜意识的需求。
呵呵,我猜,你也不会用多久,毕竟这玩意儿不是生活必须品。

小恶魔owo 2024-3-7 23:52

自做自受: 有产品使用说明书吗?详细吗?国外产品是不可或缺的,都有安全事项,免责声明等等
说明书等我过两天回家找一下,这种出口的说明书一般都一张纸,感觉都不是很正规

自做自受 2024-3-7 22:13

小恶魔owo: 效果还可以,就是普普通通的加湿器,这个应该是出口外国的,有FC和CE认证,估计应该是有3C认证,但是没有写出来,毕竟是出口外国 ...
有产品使用说明书吗?详细吗?国外产品是不可或缺的,都有安全事项,免责声明等等

小恶魔owo 2024-3-7 20:21

自做自受: 每天在用吗?效果如何?没有中文,难道是出口欧美的产品?这产品真的通过了CE和FCC认证了吗?没有CCC认证标识,在国内也能出售? ...
效果还可以,就是普普通通的加湿器,这个应该是出口外国的,有FC和CE认证,估计应该是有3C认证,但是没有写出来,毕竟是出口外国

小恶魔owo 2024-3-7 20:20

自做自受: 每天在用吗?效果如何?没有中文,难道是出口欧美的产品?这产品真的通过了CE和FCC认证了吗?没有CCC认证标识,在国内也能出售? ...
效果还可以,就是普普通通的加湿器,这个应该是出口外国的,有FC和CE认证,估计应该是有3C认证,但是没有写出来,毕竟是出口外国
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