由夏转秋,气温逐渐降低,这意味着空调的使用频率开始逐渐减少,而小风扇的使用频率则会逐渐增加。夏天的高温天气让我们依赖空调来保持室内的舒适温度,随着气温下降,人们不再感到迫切需要使用空调,因此使用频率自然下降。但是局部的时间还是温度较高,就会要小风扇上场了,你们都在使用什么样的小风扇呢?这次咱们拆解的是一个手持的三档可调的小风扇——MINI FAN(型号是WT-F58):
从外观大体可以看出,本款小风扇使用锂电池供电,充电接口为Type-C,有两个光孔指示,一个按键,有支撑立放在左面的结构,风叶不少。
以上是我们直观的感受接下来就让我们一步一步去拆解分析它。除了支撑件处外,整体外观并未发现有其他螺丝,支撑件是具有阻尼感的,手感挺不错的,角度合适,且收起是可以和设备本身融合。
拆解下来可以看到,其实这个支撑件就是一个独立存在的,这个结构件设计的不错,双向阻尼感都非常明显。继续拆解风扇本身,其余结构件部分都是通过卡扣的方式连接,所有拆解出来的结构件如下:
这个产品首先点赞一下,结构件的质感不错,质量也是不错的,到这里咱们就可以考虑这里的小升级了,就是可以换这个电池,这个18650电池只有1200mAh,很容易找到同一尺寸的2200或者2600mAh的替代品。电池通过泡棉固定在壳内,电池信息如下:
其实咱们先要分析这个小风扇的电路部分完全不用拆解这个结构,因为整个电路板完全背部的小空间里,并通过两个小小的自攻螺丝固定,正反面如下图:
很喜欢这种接头连接方式,有很多小风扇都是通过直接焊接的方式连接固定的,不美观也不方便,完全是处于成本考虑,不推荐。接下来就是重头戏了,对电路板进行电路分析,并初步绘制了基本电路图,通过初步的电路图结合实际现象,一起来看一看它是如何实现三档调速的。
先来个总图:
不一定完全全面,由于主控MCU没有丝印,初步选取了一个类似的单片机做替代,接下来一步一步分析电路板功能。
1、供电部分
首先可以使用U口供电,Type-c只是一个简单的六针,并可以检测USB的插入。
也可以使用电池供电,并且这里有一个PMOS进行两种供电方式的切换,通过检测没有自锁或者完全关机的状态,不管使用哪种供电方式,单片机都有电,这样的设计其实是不合理的,对于有按键的系统还是建议增加开关机功能,,通过自锁方式保证供电正常或者关电彻底,一个单片机的额功耗还是会比一些被动器件要大。
2、充电电路
本电路板使用的充电芯片是TP4056,可以通过R3引脚对充电电流编程。
3、指示部分,电路板上有三个LED指示灯,其中红色指示灯用于指示充电状态,蓝色指示灯用于特殊状态指示,白色用于指示风扇档位状态,不同档位亮度不同。
LEDW连接的引脚是一个DAC输出引脚,
电池供电:一档电压1.1V左右,2档电压2.3V左右,三档电压3.7V左右;
USB供电:一档电压1.3V左右,2档电压2.6V左右,三档电压4.4V左右;
在这里也可以看出这个单片机的受电范围还是挺广的,使用不同的电压供电,产生的系统状态还是有差异的,本电路板中未发现DCDC部分,推荐还是加上相应的LDO,这样可以保障系统运行更稳定。
4、升压风机控制部分
这里就可以看出三挡可调风扇控制原理了,升压芯片使用的是LN2220PAR,通过不同的电阻使其升压比例发生改变,达到升压不同的目的。通过测试发现FB固定电压0.6V,不同档位对应的控制在引脚会拉低,使其一档5V,二挡7V,三挡8.9V的电压,直流风扇的多档控制就是通过供电电压的改变来实现的。
5、主MCU的猜想,因为没有丝印,目前来看需要有DAC输出和ADC输入,IO输入和输出,目前能够满足这种需求的8位单片机不少,为什么是8位单片机呢?一般的32位单片机对供电稳定性实时有一定要求的。
总结:
1、针对目前这个小风扇的可以改进的地方,对于使用者来说实际可操作的就是更换大一点的电池;
2、对于开发板设计的建议是可以增加自锁电路(开关机电路),减少不必要的损耗;白色LED灯的控制可以不使用DAC输出,直接和风机控制关联,毕竟升压电路就已经分档了,而且输出稳定,可以避免不同电压供电时的颜色差异。