À la question des hélicoptères ou comment j'ai passé le week-end

Si vous avez acheté quelque chose et qu'il n'y a aucune inscription «Made in China» dessus, vous avez acheté un faux.



Mes lecteurs seront quelque peu surpris que j'ai décidé de ne pas faire l'éloge de mon développement, mais où aller ... J'ai récemment acheté à Funny Prices (enfin c'est de la féminité, maintenant ils sont une organisation sérieuse et s'appellent "Fix Price") un jouet amusant "Flying Ball with Light" », Vous trouverez vous-même de nombreux liens sur Internet.


J'ai joué avec elle pendant une vingtaine de minutes et j'ai été submergé par le désir de découvrir ce qu'il y avait à l'intérieur de l'appareil, qui provient de deux sources:

  1. Je suis ingénieur et je me demande comment un tel jouet est arrangé (ou plutôt, je devine déjà comment il est arrangé et je voudrais vérifier mes suppositions);
  2. Je suis un homme d'affaires dans le passé et je me demande comment les Chinois (je n'ai pas écrit que le jouet a été fabriqué en Chine, mais cela semble évident) parviennent à faire de telles choses pour très peu d'argent. J'ai complètement oublié de dire combien coûte un tel jouet - je l'ai acheté pour 199 roubles, moins de trois dollars, Carl.

Comme je suis seule, et qu'il y a deux sources de désir, je n'ai pas pu résister longtemps et suis montée derrière un tournevis.

ATTENTION: étant donné que le jouet a une batterie (très probablement au lithium) qui n'est pas équipée d'un panneau de protection (je ne l'ai pas remarqué), toute manipulation pouvant entraîner un court-circuit ou une surcharge de celui-ci, le lecteur effectue à ses risques et périls. La batterie, bien sûr, est petite et nous ne devons pas venir à un désastre, mais qui sait. Dans tous les cas, des lunettes de sécurité sont fortement recommandées.

Aspect superficiel


Nous démontons le boîtier et dans nos mains nous trouvons l'intérieur du «miracle de la technologie», afin que nous puissions observer la batterie, le moteur avec un entraînement sur des engrenages en plastique, un axe (deux pièces) avec des hélices et un mécanisme pour stabiliser le plan de rotation (enfin, je pense que la figovine est au-dessus c'est ce que fait l'hélice) et, surtout, le conseil d'administration de toute cette richesse. Sur la carte, on observe une puce à 8 pattes (j'ai deviné qu'il y a MK, mais en quelque sorte les pattes ne suffisent pas, il ne suffit pas de contrôler six LED), une puce à 5 pattes (hmm) et une puce à 3 pattes (je l'ai deviné, c'est le transistor de puissance du moteur) . De plus, nous avons des discrets sous la forme d'un interrupteur d'alimentation, d'un émetteur infrarouge, d'un récepteur infrarouge, d'un connecteur de charge, de 6 grandes et 1 petites LED, ainsi que de frisottis - condors et résistances.

La batterie


Je mesure la tension sur la batterie, le bénéfice du câblage est disponible, et j'observe 3,74V (probablement lithium), je connecte le câble de charge et la tension monte à 4,18V (exactement lithium).

Tout semble clair, alors le microcircuit de 5 pieds n'est qu'un contrôleur de chargeur (quelque chose comme 4054) et une petite LED signale le processus de charge. Ensuite, une résistance pour régler le courant de charge doit être connectée à la jambe 5, je mesure sa valeur nominale - 2k3, ce qui correspond à un courant de 400 mA, une charge complète (avant que la LED ne s'éteigne) prend 15 minutes. Nous calculons la capacité de la batterie, nous obtenons 0,4A * 15min / (60min / h) = 100mAh.

Nous vérifions la capacité obtenue par la méthode de décharge, pour laquelle nous mesurons le courant de décharge. Comme je ne veux pas souder, j'allume l'ampèremètre au lieu du commutateur, en contournant ses contacts. Les LED (toutes les six) se sont allumées, le courant est passé à 52 mA, après 2 secondes le moteur du giravion a démarré et le courant ... est tombé et est devenu 44 mA. Certaines ordures, pas une mesure, ne peuvent pas connecter le moteur pour réduire le courant malgré le fait que toutes les LED continuent de fonctionner.

Cela n'arrive pas, mais il y a


Je mesure la tension sur la batterie et constate que lorsque le moteur tourne, elle passe de 4,1 V à 3,8 V. Ouais, la batterie a juste une grande impédance de sortie, ce qui explique la diminution du courant à travers l'interrupteur, et le courant du moteur (à en juger par la chute, significatif) contourne l'ampèremètre . Et pour sûr, le fil positif du moteur est cloué sur le plus de la batterie, et le négatif a un microcircuit à trois pattes - un transistor à effet de champ. Cette solution permet d'exclure l'écoulement d'un courant important du moteur à travers les contacts faibles du disjoncteur, mais entraîne certains inconvénients, dont encore plus. Sans les jouets, je connecte un ampèremètre entre le drain et la source, le moteur tourne, le courant de démarrage est de 1,4 A, l'état stationnaire est de 1,1 A. Ensuite, la capacité de la batterie est de 1,1 A * 6 min / (60 min / heure) = 110 mAh - il est d'accord avec celui calculé précédemment.

Les paramètres du moteur sont déterminés indirectement - 2,8 V * 1,1 A = 3 W (ceux qui le souhaitent peuvent se convertir en chevaux-vapeur) - pas mal pour une si petite créature. Pourquoi il n'y en avait pas quand j'étais enfant dans un club de modélisation d'avion. Pendant le fonctionnement, le moteur chauffe considérablement, mais pas plus de 35 à 40 degrés. Il serait intéressant de déterminer le type de moteur, je ne peux penser à rien d'autre qu'un collecteur, mais laissons-le pour plus tard, le démontage du moteur sera très probablement une procédure irréversible.

L'appareil à 3 pattes et le figovin surveillent l'extérieur de l'étui depuis la planche.Comme le figovina est entouré d'un tube formant un diagramme de rayonnement, il s'agit d'un capteur infrarouge. Ensuite, l'appareil à 3 pieds est le rétro-éclairage LED, également dans la gamme IR. Nous traçons les chemins et constatons que l'appareil est cloué au sol et au pied du MK, et la figovina est clouée au sol et au pouvoir, ce qui signifie que nous nous sommes trompés. C’est étrange en quelque sorte, c’est précisément lorsque le doigt est amené vers le tube que la vitesse du moteur augmente, mais c’est probablement une lumière latérale.

Le plus intéressant


Il reste un élément mystérieux - un microcircuit à 8 jambes, c'est-à-dire que d'un point de vue fonctionnel, il n'y a pas de questions - c'est le contrôle du moteur, mais ce sur quoi il est implémenté n'est pas encore clair. Quelles fonctions doit-il mettre en œuvre:

  1. Délai initial ~ 2 secondes après la mise sous tension;
  2. Changement de vitesse de rotation par commande de transistor - modulation PWM avec rapport cyclique variable;
  3. Réception d'un signal d'un capteur d'obstacle;
  4. Surveillance de la tension de la batterie pour éviter une décharge excessive;
  5. (dernier mais non le moindre) arrêt du moteur lorsque les pales heurtent un obstacle.

Soit dit en passant, quels bons camarades du point de vue de la sécurité - il y a la protection du moteur, la protection des mains est - les lames en plastique souple, il y a la protection de la construction - la fixation des lames avec détachement lors d'une surcharge mécanique. Tout ce qui pouvait être pensé pour une facilité d'utilisation a été pensé, il ne reste plus qu'à envier la prudence des développeurs (enfin, ou à la riche expérience des blessures et de la destruction, alors il ne faut pas être envieux).

Il semble qu'il y ait une autre fonction, mais ce n'est pas exact:

6) correction adaptative du système de commande, car immédiatement après le lancement, l'hélicoptère fait des fluctuations importantes de hauteur, mais avec le temps, leur amplitude diminue et il commence à garder une distance presque stable au niveau du sol. Si vous l'éteignez puis le rallumez, le processus se répète, ce n'est donc pas une conséquence de la décharge de la batterie.

Revenons à l'élément de contrôle et estimons les implémentations possibles.

  1. Chaque fonction, en principe, peut être implémentée sur une minuterie de type 555, mais tout à la fois sur un seul cas - je ne peux certainement pas, donc c'est peu probable.
  2. Sur une puce comme le quadruple OU 324, vous pouvez probablement implémenter toutes les fonctions à la fois, mais il y a clairement un cas différent.
  3. Une puce analogique personnalisée ou semi-personnalisée dans un appareil pour 3 $ n'est pas drôle.
  4. Mais MK va complètement faire face à toutes ces tâches, c'est la version principale, les précédentes étaient plutôt destinées à démontrer mes larges perspectives techniques.

Quelles ressources seront nécessaires de MK pour implémenter les fonctions listées:

  1. Minuterie (de préférence avec le mode PWM) pour contrôler le moteur;
  2. Comparateur (meilleur ADC, mais sans lui) pour contrôler la surcharge du moteur;
  3. Un comparateur (encore une fois, vous pouvez ADC) pour contrôler le capteur IR;
  4. Comparateur (vous pouvez utiliser la DBO) pour contrôler la puissance;
  5. 4 ou 3 pieds libres pour connecter ce qui précède;
  6. RAM - 8 registres suffiront, si vous prenez 16 cellules de plus, alors vous n'avez pas à comprendre pourquoi;
  7. Mémoire de programme - 1 Ko de flash devrait suffire pour tout et avec une marge.

Probablement, à notre époque, il est plus difficile de trouver un MK qui ne dispose pas des ressources énumérées que satisfait aux exigences énoncées. Selon le cas, il peut s'agir de STM8, PIC, Tiny, MSP430, etc. Mais j'ai mis sur la société relativement nouvelle MK Taiwanais Padauk, qui a toutes les ressources nécessaires, mais diffère des concurrents énumérés à un prix incroyable - 3 cents par lot de 300 pièces. Pour nos latitudes, ces MK semblent exotiques, mais pour les fabricants d'un pays situé au sud - pourquoi pas.

Le marquage sur le boîtier de l'appareil a été soigneusement retiré, mais nous avons des preuves indirectes. Le fait est que les MK de la société spécifiée ont un emplacement d'alimentation spécifique - 1 et 8 jambes (comme c'était le cas à 555, ce qui laisse entendre ...) par opposition aux 4 et 8 classiques, nous n'avons donc qu'à faire sonner les circuits de puissance. Eh bien, assurez-vous que tous les signaux nécessaires sont également connectés à des conclusions qui peuvent être identifiées comme des ports à usage général. Quant à la minuterie d'intervalle, je me suis excité, il a une broche d'alimentation inversée MK, de sorte qu'un remplacement direct n'est pas possible, même si je ne comprends pas pourquoi.

Petite piqûre et frapper


PNP: au cours d'une étude plus approfondie du circuit, un effet inattendu (et même quelque peu effrayant) s'est manifesté - lors de la recherche (à l'aide d'un anneau d'auditorium) des jambes MK associées à l'obturateur du transistor de commande du moteur, ce dernier a soudainement démarré - je recommanderais à mes collègues chinois de réduire la valeur de la résistance de verrouillage entre obturateur et sol (maintenant 27k) pour exclure de telles situations (si cela ne fait pas partie de la protection contre l'ingénierie inverse).

Eh bien, encore une remarque - même si le MK décide d'arrêter le moteur et passe en mode veille, les LED continuent de briller et déchargeront la batterie. Bien sûr, le courant n'est pas du tout le même que lors du fonctionnement, mais toujours significatif (des dizaines de milliampères) et est tout à fait capable de surcharger la batterie. J'ai réussi à faire atterrir la batterie à 2,78 et la tension a continué de chuter à une vitesse de tissage pendant 2 secondes.

J'ajouterais un autre transistor pour allumer la masse des LED ou les placer directement sur les pattes du MK, d'autant qu'il en reste trois libres.

Et voici les résultats de la numérotation (entre parenthèses, la fonction de jambe du type MK PMS15A):

  1. Capteur de rayonnement IR connecté à la jambe 4 ();
  2. La grille du transistor est connectée au pied 6 ();
  3. La source du transistor à travers une résistance est connectée à la jambe 5 ().
  4. La terre et l'alimentation sont connectées aux jambes 8 et 5, respectivement.

Nous n'avons trouvé aucune contradiction, il est donc tout à fait possible de considérer le MK identifié avec Padauk PS15, il dispose de 64 octets de RAM, 0,5 ko de mémoire de programme unique, un temporisateur 8 bits avec PWM, un comparateur et BOD (ici on l'appelle LVR) à 2,7 V (puisque l'arrêt du moteur pendant la décharge se produit lorsque la LED bleue s'éteint, il est très similaire). Oui, c'est peut-être le PMS150C, mais il a trop de mémoire de programme, un kilo-octet entier pour une tâche aussi simple.

En fait, le côté ingénierie de la curiosité est satisfait à ce sujet, vous pouvez dessiner un schéma de l'appareil, mais il est paresseux et il n'y a pas besoin - je n'ai toujours pas l'intention de les produire, et pourquoi cela deviendra clair après avoir satisfait les revendications de la partie entrepreneuriale. Estimons ce que le rembourrage équivalent nous coûtera, nous voulons dire uniquement la partie électronique, sans la construction.

Mais ne comptons-nous pas les riches taupes?


La batterie est sur Ali (je ne vois pas l'intérêt de regarder les ressources domestiques) il y a quelque chose de similaire à notre cas, la capacité est légèrement plus élevée (250 mAh) et est équipée d'un panneau de protection - d'une valeur de 35 roubles + (ci-après, je donnerai les prix en devise forte superpuissance énergétique, et non dans les livres verts obscurs et sans valeur d'un pays qui subira un effondrement final d'une minute à l'autre).

Le moteur (oh, j'ai complètement oublié de le démonter, mais à part le moteur du collecteur, personne ne répondra adéquatement aux changements de tension par modulation PWM, bien que j'aie vu des opinions différentes à ce sujet) - sur Ali (voir note ci-dessus), il a été trouvé pour plus de 20 roubles.

Tableau de contrôle:

  1. J'ai décidé de regarder 4054 à Platan et j'ai été quelque peu surpris lorsque son prix n'était pas supérieur aux prix de ChipFind. Je me suis en quelque sorte habitué au fait que le prix de Platan devrait être divisé par 2 et je suis heureux de m'être trompé. Bien que la politique de prix de ce fournisseur me laisse un peu perplexe: nous pouvons commander un appareil au prix de 22 à partir de 20 pièces, nous pouvons acheter à partir d'un stock de 39 à partir de 10 pièces, ou acheter à partir d'un stock de 40 à partir de 86 pièces ou attendre 2 semaines pour un achat de 130 à partir de 1. Bien sûr , Je n'ai pas une entreprise d'une telle envergure que Platan, mais je ne peux pas appeler une telle proposition normale. Eh bien, sur Ali, cela coûte 200 roubles pour 50 pièces. Le coût total de 22 (Platan) / 2,5 (Ali).
  2. MK - probablement le composant le moins cher - 2 roubles, je ne peux toujours pas croire à ce chiffre. Bien que le coût de possession soit légèrement plus élevé - vous devez ajouter le coût de la soudure, alors il sera toujours plus cher que le transistor.
  3. Émetteur IR (TSAL6100) - 6/6.
  4. Récepteur IR (inclus dans le set pour 6 roubles) - / 3.
  5. transistor 20V, 2A (n327) 5/4.
  6. 6 LED lumineuses en 3 couleurs (HL3010) 2 / 0,2 * 6 = 12 / 1,2.
  7. résistances et condensateurs de taille 0603 totalisent 16 pièces 0,3 / 0,2 * 16 = 4,8 / 3,2.
  8. interrupteur (3 / 0,4) / connecteur d'alimentation (8/8) / et câble d'alimentation / 8.
  9. carte de circuit imprimé (DPP + M + 2Sh) 0,4 dm * 0,2 dm = 0,08 * 170 (résonite) / = 13 /.
  10. montage de la carte 5 + 8 + 3 + 2 + 3 + 6 * 2 + 25 * 2 + 3 + 3 = 88 points de soudure * 0,5 = 44.

Au total, nous obtenons 189/153 roubles (bien sûr, le calcul ne peut pas être qualifié d'absolument précis, mais j'estime l'erreur à 30%) et la conclusion est décevante - seul l'électronique nous enlèvera la quasi-totalité du prix de vente, et toute la construction, la logistique, le profit du producteur, le profit du vendeur et les taxes, donc les chances de fabriquer un tel hélicoptère à ce prix diffèrent de zéro d'un montant négligeable.

Eh bien, la dernière remarque: ce ballon particulier est vendu sur Ali pour 206 roubles avec une télécommande et avec transfert pour 250 roubles, un produit similaire (avec un boîtier légèrement différent, sous la forme d'un hélicoptère ou d'un diable, et non pas une balle) est vendu dans les mêmes 350+ roubles, qui en quelque sorte étrange. En général, j'ai probablement eu de la chance avec l'achat, ce qui est indirectement confirmé par le comportement de ma femme, qui a acheté le lendemain trois autres exemplaires de ce jouet - un pour chaque petit-fils et petite-fille, et elle n'est pas disposée à acheter des déchets à des prix gonflés.

La conclusion générale de ce qui précède sera quelque peu inattendue:
Que Dieu bénisse la Chine (et l'Amérique en même temps).

PS Je joins une photo dans laquelle j'ai (sans succès) tenté de restaurer le circuit, cela peut être utile:

Source: https://habr.com/ru/post/fr454704/


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