Se você comprou alguma coisa e não há uma inscrição "Made in China" nela, comprou uma farsa.
Meus leitores ficarão um pouco surpresos por eu ter decidido não elogiar meu desenvolvimento, mas para onde ir ... Eu comprei recentemente na Funny Prices (bem, isso é menina, agora eles são uma organização séria e são chamados de "Fix Price") um brinquedo divertido "Bola voadora com luz », Você encontrará inúmeros links na Internet.
Joguei com ela por cerca de vinte minutos e fiquei impressionado com o desejo de descobrir o que havia dentro do dispositivo, que vem de duas fontes:
- Sou engenheiro e me pergunto como esse brinquedo é organizado (ou melhor, eu já acho que ele é organizado e gostaria de verificar minhas suposições);
- Eu sou um homem de negócios no passado e me pergunto como os chineses (não escrevi que o brinquedo era fabricado na China, mas parece óbvio) conseguem fazer essas coisas por muito pouco dinheiro. Esqueci completamente de dizer quanto custa esse brinquedo - comprei por 199 rublos, menos de três dólares, Carl.
Como estou sozinha e há duas fontes de desejo, não resisti por muito tempo e subi atrás de uma chave de fenda.
ATENÇÃO: como o brinquedo possui uma bateria (provavelmente o lítio) que não está equipada com uma placa de proteção (eu não percebi), qualquer manipulação que possa levar a um curto-circuito ou sobrecarga, o leitor realiza por seu próprio risco. A bateria, é claro, é pequena e não devemos entrar em desastre, mas quem sabe. De qualquer forma, os óculos de segurança são altamente recomendados.
Aparência superficial
Desmontamos o estojo e, em nossas mãos, encontramos o interior do “milagre da tecnologia”, para que possamos observar a bateria, o motor acionado por engrenagens de plástico, um eixo (duas peças) com hélices e um mecanismo para estabilizar o plano de rotação (bem, acho que figovin está acima é isso que a hélice faz) e, o mais importante, o conselho de administração de toda essa riqueza. No quadro, observamos um chip com 8 pernas (eu acho que existe MK, mas de alguma forma as pernas não são suficientes, não basta controlar seis LEDs), um chip com 5 pernas (hmm) e um chip com 3 pernas (eu imaginei, esse é o transistor de potência do motor) . Além disso, temos discretos na forma de um interruptor, um emissor de infravermelho, um receptor de infravermelho, um conector de carregamento, 6 LEDs grandes e 1 pequeno, além de condutores e resistores de frizz.
Bateria
Medo a voltagem da bateria, o benefício da fiação está disponível e observo 3,74V (provavelmente lítio), conecto o cabo de carregamento e a voltagem sobe para 4,18V (exatamente o lítio).
Tudo parece estar claro, então o microcircuito de 1,5 m é apenas um controlador de carregador (algo como 4054) e um pequeno LED sinaliza o processo de carregamento. Em seguida, um resistor para ajustar a corrente de carga deve ser conectado à perna 5, eu meço seu valor nominal - 2k3, que corresponde a uma corrente de 400 mA, uma carga completa (antes que o LED apague) é realizada em 15 minutos. Calculamos a capacidade da bateria, obtemos 0,4A * 15min / (60min / h) = 100mAh.
Verificamos a capacitância obtida pelo método de descarga, para o qual medimos a corrente de descarga. Como não quero soldar, ligo o amperímetro em vez do interruptor, ignorando seus contatos. Os LEDs (todos os seis) acenderam, a corrente subiu 52 mA, após 2 segundos o motor da aeronave começou a funcionar e a corrente ... caiu e se tornou 44 mA. Algum lixo, e não uma medida, não pode conectar o motor para reduzir a corrente, apesar de todos os LEDs continuarem funcionando.
Isso não acontece, mas há
Eu medo a voltagem da bateria e vejo que, quando o motor está funcionando, ele cai de 4,1 V para 3,8 V. Sim, a bateria possui apenas uma grande impedância de saída, o que explica a diminuição da corrente através do comutador e a corrente do motor (a julgar pela queda, significativa) ignora o amperímetro . E, com certeza, o fio positivo do motor está pregado no sinal positivo da bateria e o negativo possui um microcircuito de três pernas - um transistor de efeito de campo. Esta solução permite excluir o fluxo de uma corrente significativa do motor através dos contatos fracos do disjuntor, mas leva a alguns inconvenientes, sobre os quais ainda mais. Sem incluir brinquedos, conecto um amperímetro entre o dreno e a fonte, o motor girou, a corrente de partida é de 1,4 A, o estado estacionário é de 1,1 A. Então a capacidade da bateria é de 1,1A * 6min / (60min / hora) = 110mAh - concorda com o calculado anteriormente.
Os parâmetros do motor são determinados indiretamente - 2,8V * 1,1A = 3W (aqueles que desejam podem converter em potência) - nada mal para uma criatura tão pequena. Por que não havia nada disso quando fui para um clube de modelagem de aeronaves quando criança. Durante a operação, o motor aquece significativamente, mas não mais do que 35-40 graus. Seria interessante determinar o tipo de motor, não consigo pensar em nada além de um coletor, mas vamos deixar para depois, desmontar o motor provavelmente será um procedimento irreversível.
O dispositivo de três pernas e a figovina estão observando a parte externa do estojo do quadro.Como a figovina é cercada por um tubo formando um padrão de radiação, esse é um sensor infravermelho. Em seguida, o dispositivo com três pernas é o LED de luz de fundo, também na faixa de infravermelho. Traçamos os caminhos e descobrimos que o dispositivo está pregado no chão e no pé do MK, e a figovina está pregada no chão e no poder, o que significa que estávamos enganados. É estranho, de alguma forma, é precisamente quando o dedo é levado ao tubo que a velocidade do motor aumenta, mas essa provavelmente é uma luz lateral.
Mais interessante
Resta um elemento misterioso - um microcircuito com 8 pernas, ou seja, do ponto de vista funcional, não há dúvidas - esse é o controle do motor, mas o que exatamente é implementado ainda não está claro. Que funções ele deve implementar:
- Atraso inicial ~ 2 segundos após a inicialização;
- Alteração da velocidade de rotação pelo controle do transistor - modulação PWM com ciclo de serviço variável;
- Recepção de um sinal de um sensor de obstáculos;
- Monitorando a tensão da bateria para evitar sobrecarga;
- (por último, mas não menos importante), desligamento do motor quando as lâminas atingem um obstáculo.
A propósito, que bons companheiros do ponto de vista da segurança - há proteção do motor, proteção das mãos - lâminas de plástico macio, proteção da estrutura - fixação das lâminas com desprendimento durante sobrecarga mecânica. Tudo o que poderia ter sido inventado para facilitar o uso foi inventado, resta apenas invejar a prudência dos desenvolvedores (bem, ou a rica experiência de ferimentos e destruição, então você não deve invejar).
Parece que há outra função, mas isso não é exato:
6) correção adaptativa do sistema de controle, já que imediatamente após o lançamento, o helicóptero faz flutuações significativas de altura, mas com o tempo sua amplitude diminui e começa a manter uma distância quase estável ao nível do solo. Se você desligá-lo e ligá-lo novamente, o processo se repete; portanto, isso não é consequência da descarga da bateria.
Vamos voltar ao elemento de controle e estimar possíveis implementações.
- Cada função, em princípio, pode ser implementada em um timer do tipo 555, mas de uma só vez em um caso - eu definitivamente não posso, por isso é improvável.
- Em um chip como o OU 324 quádruplo, você provavelmente pode implementar todas as funções de uma só vez, mas há claramente um caso diferente.
- Um chip analógico personalizado ou semi-personalizado em um dispositivo por US $ 3 não é engraçado.
- Mas o MK vai lidar completamente com todas essas tarefas, esta é a versão principal, as anteriores foram destinadas a demonstrar minha ampla perspectiva técnica.
Quais recursos serão necessários do MK para implementar as funções listadas:
- Temporizador (preferencialmente no modo PWM) para controlar o motor;
- Comparador (melhor ADC, mas sem ele) para controlar a sobrecarga do motor;
- Um comparador (novamente, você pode ADC) para controlar o sensor de IR;
- Comparador (você pode usar o BOD) para controlar o poder;
- 4 ou 3 pernas livres para conectar os itens acima;
- RAM - 8 registros serão suficientes; se você pegar mais 16 células, não precisará descobrir o motivo;
- Memória do programa - o flash de 1 KB deve ser suficiente para tudo e com uma margem.
Provavelmente, atualmente, é mais difícil encontrar um MK que não possua os recursos listados do que satisfaz os requisitos estabelecidos. Com base no caso, pode ser STM8, PIC, Tiny, MSP430 e assim por diante. Mas coloquei a relativamente nova empresa MK de Taiwan, Padauk, que possui todos os recursos necessários, mas difere dos concorrentes listados por um preço incrível - 3 centavos por lote de 300 peças. Para nossas latitudes, esses MKs parecem exóticos, mas para fabricantes de um país localizado ao sul - por que não?
A marcação na caixa do dispositivo foi cuidadosamente removida, mas temos evidências indiretas. O fato é que os MKs da empresa especificada têm um local de energia específico - 1 e 8 pernas (como era em 555, o que sugere ...) em oposição aos clássicos 4 e 8, portanto, precisamos apenas tocar os circuitos de energia. Bem, certifique-se de que todos os sinais necessários também estejam conectados a conclusões que possam ser identificadas como portas de uso geral. Quanto ao temporizador de intervalo, fiquei empolgado, ele tem um pino de alimentação invertido MK, para que não seja possível uma substituição direta, embora eu não entenda o porquê.
Pouco nitpicking e bater
PNP: no processo de estudo adicional do circuito, um efeito inesperado (e até um tanto assustador) se manifestou - ao pesquisar (com a ajuda de um anel de auditório) as pernas MK associadas ao obturador do transistor de controle do motor, o último iniciado repentinamente - eu recomendaria aos meus colegas chineses que reduzissem o valor do resistor de bloqueio entre obturador e terra (agora 27k) para excluir tais situações (se isso não fizer parte da proteção contra engenharia reversa).
Bem, mais uma observação - mesmo que o MK tome a decisão de parar o motor e entrar no modo de espera, os LEDs continuam acendendo e descarregando a bateria. Obviamente, a corrente não é a mesma de quando se trabalha, mas ainda é significativa (dezenas de miliamperes) e é capaz de sobrecarregar a bateria. Consegui pousar a bateria em 2,78 e a tensão continuou a cair a uma velocidade de tecelagem por 2 segundos.
Eu adicionaria outro transistor para ligar o chão dos LEDs ou colocá-los diretamente nas pernas do MK, especialmente porque existem três livres restantes.
E aqui estão os resultados da discagem (entre parênteses, a função de perna do tipo MK PMS15A):
- Sensor de radiação IR conectado à perna 4 ();
- O portão do transistor está conectado ao pé 6 ();
- A fonte do transistor através de um resistor está conectada à perna 5 ().
- A terra e o poder estão conectados às pernas 8 e 5, respectivamente.
Não encontramos nenhuma contradição, portanto é possível considerar o MK identificado com o Padauk PS15, ele possui 64 bytes de RAM, 0,5 kB de memória de programa única, um temporizador de 8 bits com PWM, um comparador e BOD (aqui chamado LVR) em 2,7V (como o desligamento do motor durante a descarga ocorre quando o LED azul se apaga, é muito semelhante). Sim, pode ser o PMS150C, mas possui muita memória de programa, um kilobyte inteiro para uma tarefa tão simples.
Na verdade, o lado da curiosidade da engenharia está satisfeito com isso, você pode desenhar um diagrama do dispositivo, mas é preguiçoso e não há necessidade - ainda não pretendo produzi-los, e por que ficará claro depois de satisfazer as reivindicações da parte empreendedora. Vamos estimar o quanto o recheio equivalente nos custará, queremos dizer apenas a parte eletrônica, sem a construção.
Mas não contamos toupeiras ricas?
A bateria está no Ali (não vejo o ponto de analisar os recursos domésticos). Existe algo semelhante ao nosso caso, a capacidade é um pouco maior (250 mAh) e está equipada com uma placa de proteção - no valor de mais de 35 rublos (a seguir, darei preços em moeda forte) superpotência energética, e não nos inúteis e obscuros livros verdes de um país que sofrerá um colapso final a qualquer momento).
O motor (oh, eu esqueci completamente de desmontá-lo, mas, além do motor do coletor, ninguém responderá adequadamente às mudanças de tensão pela modulação PWM, embora eu tenha visto opiniões diferentes sobre isso) - em Ali (veja a nota acima) foi encontrado por mais de 20 rublos.
Placa de controle:
- Decidi olhar 4054 em Platan e fiquei um pouco surpreso quando o preço não era superior aos preços do ChipFind. De alguma forma, acostumei-me ao fato de que o preço de Platan deveria ser dividido por 2 e estou feliz por estar enganado. Embora a política de preços desse fornecedor seja um pouco intrigante para mim: podemos encomendar o dispositivo a um preço de 22 em 20 peças, podemos comprar na disponibilidade de 39 em 10 peças ou na disponibilidade de 40 em 86 peças ou esperar 2 semanas pela compra de 130 em 1. Claro , Não tenho uma empresa com uma escala como a Platan, mas não posso chamar essa proposta de normal. Bem, em Ali, custa 200 rublos por 50 peças. O custo total de 22 (Platan) / 2,5 (Ali).
- MK - provavelmente o componente mais barato - 2 rublos, ainda não posso acreditar nesta figura. Embora o custo de propriedade seja um pouco maior - é necessário adicionar o custo da solda, mas ainda será mais caro que o transistor.
- Emissor IR (TSAL6100) - 6/6.
- Receptor IR (incluído no conjunto para 6 rublos) - / 3.
- transistor 20V, 2A (n327) 5/4.
- 6 LEDs brilhantes em 3 cores (HL3010) 2 / 0,2 * 6 = 12 / 1,2.
- resistores e capacitores de tamanho 0603 totalizam 16 peças 0,3 / 0,2 * 16 = 4,8 / 3,2.
- interruptor (3 / 0,4) / conector de alimentação (8/8) / e cabo de alimentação / 8.
- placa de circuito impresso (DPP + M + 2Sh) 0.4dm * 0.2dm = 0.08 * 170 (Resonite) / = 13 /.
- montagem da placa 5 + 8 + 3 + 2 + 3 + 6 * 2 + 25 * 2 + 3 + 3 = 88 pontos de solda * 0,5 = 44.
No total, obtemos 189/153 rublos (é claro, o cálculo não pode ser considerado absolutamente preciso, mas eu estimo o erro em 30%) e a conclusão é decepcionante - apenas os eletrônicos tirarão quase todo o preço de venda de nós e toda a construção, logística, lucro do produtor, lucro do vendedor e impostos, então as chances de fabricar esse helicóptero a esse preço diferem de zero por uma quantia insignificante.
Bem, a última observação: esse balão em particular é vendido no Ali por 206 rublos com controle remoto e com transferência por 250 rublos, um produto similar (com um estojo um pouco diferente, na forma de um helicóptero ou um diabo, e não uma bola) é vendido nos mesmos 350 rublos, que de alguma forma estranha. Em geral, provavelmente tive sorte com a compra, que é indiretamente confirmada pelo comportamento de minha esposa, que no dia seguinte comprou mais três cópias deste brinquedo - uma para cada neto e neta, e ela não está inclinada a comprar lixo a preços inflacionados.
A conclusão geral do exposto acima será um tanto inesperada:
Deus abençoe a China (e a América ao mesmo tempo).
PS : Estou anexando uma fotografia na qual tentei (sem êxito) restaurar o circuito; pode ser útil:
