原创 【拆解】滑板遥控器,如何保证安全,以及分析电路和成本

2024-5-13 00:15 306 3 3 分类: MCU/ 嵌入式 文集: 拆解活动


前言
几年前流行玩滑板,而且感觉很帅,就开始玩起了滑板这项运动。当时找了个暑假工的单位,离家比较近,但是又懒得走路去上班,于是就在某鱼上面,淘到了个210块钱的电动滑板,当时全新的得500多,二手而且用了没多久的才210块钱,在确认过功能完好无损,外观没有什么破损后,也是顺利的拿下这块电动滑板,每天滑滑板上班,别提有多帅。
这两年,感觉已经丧失了以前的那种活力,使用滑板的频率也变得很少,所以为了废物利用(滑板还可以正常用)今天给大家拆解一下电动滑板的重要组成部分----遥控器,因为大部分功能的实现都体现在遥控器上面,滑板只是在木板上加个轮子罢了。而且电动滑板的遥控器和市面上大多数,玩具车、无人机等,都大同小异,所以拆解遥控器,分析一下是如何实现功能,做工和成本的情况。

外观展示

1.整体做工比较符合几年前的产品,做的缝隙比较大,所以肯定是不防水的
2.可以看到整体的外观是比较符合人体工程学的,这样肯定是方便握持,而且握在手上不容易掉
3.遥控器的“油门”滚轮手感还是不错的,用了这么久也没有松松垮垮的感觉

拆解过程
(一)拆解这方面就很简单了,直接把能看到的3颗螺丝拧下,然后就可以直接拆开后盖了
可以看到,内部外壳的做工还是比较一般的,有很多毛刺,上下盖的连接是用螺丝柱

(二)拿出主板,主板的布局还是不错的,“油门”用连接线和主板连接,而且天线很长,应该是保证传输距离

(三)“油门”细节图,可以发现,大部分是由金属制成,连接杆四周有加固,观察板子,应该是和电位器的原理一样

(四)主板背面,是一大块电池,电池型号502030,容量200mAh
电池底下有白色的胶固定,固定的非常紧,而且好像有隔热的效果


PCB板&主要芯片

(一)主控芯片----GPM3248A
这颗芯片是电动车专用的控制芯片,但是网上的资料非常少,有可能是厂商定制的芯片
根据相似型号,以及部分资料,可以得到引脚图(可能不准确)
可以看到功能引脚非常多,所以芯片的性能应该也是蛮不错的
封装型号为QFP-48

(二)2.4G信号控制芯片----NRF24L01
NRF24L01是NORDIC公司生产的一款无线通信通信芯片,采用FSK 调制,集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度最高可达到2Mbps。
NRF24L01采用SPI通信,可以很方便的连接到MCU上面。
特点:
【1】2.4G全球开放的ISM频段,免许可证使用。
【2】最高工作速率2Mbps,高校的GFSK调制,抗干扰能力强。
【3】126个可选的频道,满足多点通信和调频通信的需要。
【4】内置CRC检错和点对多点的通信地址控制。
【5】可设置自动应答,确保数据可靠传输。

(三)LDO稳压器----CL9193A28L5M
CL9193是一款低压差稳压器,设计用于便携式和无线应用 要求高PSRR、低静态电流和出色的线路和负载瞬态响应。



(四)锂电池保护----DW01+8205A
经典的锂电保护方案,不但能防过充、过放,还能防短路,即过流保护功能
DW01
DW01是为锂离子电池供电系统而设计的专用芯片,用来防止锂离子电池因为过充
电、过放电和(或)过流造成损坏或寿命减少。超小型的封装和较少的外部元件需求,使DW01可以完美的集成
到有限的电池包空间中去。精确的过充电保护电压确保了安全并充足的充电。低功耗设计使芯片在电池工作及储存
期间静态功耗极低。

8205A
N 沟道增强型 MOS 场效应管
【1】SOT23-6封装
【2】支持大功率、大电流

(五)锂电池充放电管理----PW4054
PW4054 是可以通过外部电阻编程的恒流/恒压充电的充电管理电路。该器件内部包括功率晶体
管应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。PW4054H只需要极少的外围元器件,并且
符合 USB 总线技术规范,非常适合于便携式应用的领域。
【1】SOT-23-5封装
【2】仅需极少外围元器件
【3】电流可编程,电路及其简单
【4】耐用、可靠


PCB电路
【电路可能有些许误差,可能有误,欢迎指正】
(一)GPM3248A,主控芯片,集成非常多功能,包括指示灯的控制、电动滑板的控制

(二)NRF24L01,2.4G信号控制芯片,负责收发信号

(三)CL9193A28L5M稳压电路

(四)PW4054,充放电管理,负责锂电池的充放电,同时有保护功能

(五)DW01+8205A锂电池保护

(六)LED指示灯,电量、开机、配对

(七)速度调节、油门

(八)Micro-usb充电、数据口

(九)测试、烧录点

全家福


成本分析
(一)基础元器件----电容、电阻、二极管,信号功率放大方面还用了贴片三极管,所以这方面算2元

(二)按钮、开关----这些价格不是很贵,而且板子用的按钮也不算多,所以算1元

(三)GPM3248A----这颗主控芯片,在市面上似乎没有公开售卖,但是从功能来看,应该不会很贵,算5元

(四)NRF24L01----这款芯片在批发看,是有翻新和全新两种,为了保证安全,这种信号芯片还是全新的好,2.5/个

(五)CL9193A28L5M----LDO低压差稳压芯片,非常便宜,0.1/个

(六)PW4054----锂电池充放电管理芯片,很便宜也很常用的芯片,0.1/个

(七)DW01+8205A----一般这两个元器件都是组合卖的,各0.05/个,所以两个0.1

(八)micro-usb----很便宜的接口,现在的新产品也很少用mirco-usb了,0.06/个

(九)油门----其实就是一个电位器,价格不是很贵,5/个

(十)锂电池----电池502030,容量200mah,1/个

(十一)PCB&外壳----做工中规中矩,不够严丝合缝,感觉用料还是一般,所以一起算5元

硬件成本总计:21.86
软件、人工、物流、电商成本总计:10
硬件成本不是很多,可能主控芯片会贵一点,因为主控芯片是一颗电动车定制的芯片,其他芯片、元器件都是市面上很常用的方案,所以整体价格不会很贵。
由于滑板这种运动,目前还是比较少,而且买电动滑板用来出行也很少见,所以在电商成本可能会高一点
所以这个价格,大家觉得怎么样?
总计31.86

改进、建议方案
(一)遥控器可以做成防水的,外壳用塑料,耐磨耐摔,但是内部最好有防水胶圈,下雨天万一进水,遥控器失灵可能会发生危险
(二)接口部分可以从micro-usb改成type-c这样更加方便充电
(三)建议加一个安全制动的功能,比如遥控器突然关机、失灵的情况下,滑板应该自带慢慢减速,目前实测遥控器突然关机,滑板是不会减速的。这种安全制动功能应该在代码层面就可以实现

总结
(一)这款遥控器和市面上玩具车,小无人机,无线键盘、鼠标的控制都差不多,所以无线控制原理都可以参考这款2.4G遥控器
(二)遥控器的主控芯片采用电动车专用的控制芯片,安全控制方面应该比别的MCU要好
(三)电动滑板只适合平时拿出来玩玩,或者逛一下公园,正常的出行还是不要用比较好,无论在安全,速度方面都没有电动车好






作者: 小恶魔owo, 来源:面包板社区

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文章评论2条评论)

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小恶魔owo 2024-6-1 22:20

用户1717249276979: 老哥你好 看过你的关于遥控器的拆解文章 请问一下 怎么做到和主板进行匹配连接呢?是不是要那课gpm和nrf在两者都有的情况下就可以匹配吗?我有一块无遥控器的板 ...
2.4g芯片与对应的主板连接,原理应该是2.4g向外发送配对码,主板接收配对码,然后进行配对。要是想要2.4g遥控器和主板连接,你得找到对应的配对码才行,然后重新刷写到芯片里面,比较麻烦

用户1717249276979 2024-6-1 21:53

老哥你好 看过你的关于遥控器的拆解文章 请问一下 怎么做到和主板进行匹配连接呢?是不是要那课gpm和nrf在两者都有的情况下就可以匹配吗?我有一块无遥控器的板子 奈何年代久远 连主控都没人知道了 但是我看天线附近的芯片和你所拆解的一样 那我买这种遥控器是否能匹配呢
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