Teardown Tuesday: солнечная электроника
В этом разрыве мы рассмотрим внутренности ультразвуковой отталкивающей собаки с солнечной батареей, в комплекте с панелью солнечных батарей и датчиком PIR.
Беглый взгляд
Ультразвуковой репеллент, разработанный компанией Instecho, предназначен для использования ультразвуковых сигналов для отталкивания животных от ярдов и открытых пространств, не беспокоя окружающих людей. Устройство запускается через датчик PIR и подключается солнечная панель.
Это довольно небольшой блок, измеряющий только 5, 9 (W) x 3, 3 (D) x 14, 5 (H) дюймов и имеющий следующие рекламируемые функции:
- Источник питания: аккумуляторные батареи с солнечной батареей
- Датчик PIR
- Ультразвуковая частота: 18-40 кГц
- Низкое энергопотребление:
- Ожидание = 0, 8 мА
- Рабочая = 15 мА
- Площадь покрытия: 2425 квадратных футов (30 футов)
- Устойчивость к атмосферным воздействиям: работает круглый год
- Не причинит вреда людям или животным
Ультразвуковой репеллент от компании Instecho. Изображение предоставлено Amazon
Первые впечатления
Четыре маленьких винта удерживают две пластмассовые половинки вместе, и пластиковые половинки, безусловно, не обеспечивают «атмосферостойкий» герметичный «устойчивый» герметик, который будет более точным. Тем не менее, как только пластиковая сборка была открыта, я был очень удивлен, увидев простоту системы электроники.
Сначала загляните внутрь сборки
Солнечная панель, которая генерирует ~ 9, 5 В при ярком солнечном свете, приклеивается к верхней пластиковой половине.
Панель солнечных батарей приклеена к верхней части сборки
Судя по внутренней сборке, производитель делал акцент на сокращении затрат - возможно, это причина низкой цены этого устройства в размере 20-30 долларов (во время покупки).
На приведенном ниже рисунке показано, как и светодиодный объектив, и динамик «приварены» к пластмассовому корпусу, как можно предположить, паяльником. Похоже, что железо использовалось просто и быстро расплавляло пластмассовые детали.
Хотя этот способ сварки кажется успешным, он не эстетически приятен и делает обслуживание этих компонентов очень сложным, если не невозможным. Опять же, по его цене, вероятно, никто не будет обслуживать это устройство.
Динамик и светодиодные линзы дешево приварены к пластмассовому корпусу
Наконец, обзоры Amazon четко вырезаны и сухие: покупатели действительно любят это устройство или действительно не любят его; между этими крайностями не так много отзывов.
The Innards
Внутренние компоненты состоят из:
- Две печатные платы:
- Основная печатная плата содержит всю информацию о системе
- Вторая печатная плата - это очень простая печатная плата, используемая исключительно для крепления трех белых светодиодов
- Спикер: Это анонсированный ультразвуковой динамик, и, по-видимому, он чрезвычайно экономичен (AKA дешево)
- Белый светодиодный защитный объектив / держатель
- Ni-MH аккумуляторная батарея
- Кабельный узел к панели солнечных батарей
Все внутренние компоненты (кроме белого светодиодного объектива и панели солнечных батарей, поскольку они склеены на месте) были удалены из пластиковой сборки и показаны на изображении ниже.
Внутренние электрические компоненты
ПХД
Как уже упоминалось ранее, белый светодиодный PCB очень прост. Фактически, он не содержит компонентов, кроме трех светодиодов. Поэтому имеет смысл, что эта печатная плата должна быть сделана столь же недорогой, насколько это возможно.
PCB для трех белых светодиодов
Другая печатная плата, которая содержит все умения этой ультразвуковой системы отталкивания собак, по-прежнему является довольно простой концепцией дизайна:
Основная печатная плата (нижняя сторона)
Основная печатная плата выглядит как средний базовый дизайн: это двухсторонний дизайн, то есть нет внутренних слоев - это идеальный подход для снижения затрат.
Хотя в этой печатной плате нет ничего исключительного, я заметил, что контрмеры EMI отсутствуют. Это немного удивительно, особенно учитывая тот факт, что в конструкции используется микроконтроллер. С другой стороны, пластиковая сборка не содержит соответствия FCC или других маркировочных меток EMC, что свидетельствует о том, что тестирование ЭМС не было завершено в этом проекте (не очень хорошо), что контрмеры EMI никогда не рассматривались.
Компоненты на этой плате включают:
- Регулятор напряжения LDO (3, 3 В): усовершенствованные монолитные системы AMS1117. Это устройство доступно в вариантах с регулируемым напряжением или с фиксированным напряжением. Эта конструкция использует версию с фиксированным напряжением 3, 3 В и обеспечивает необходимую мощность для этой платы. Регулятор питается от батарейного блока и / или панели солнечных батарей.
- Микроконтроллер: Microchip PIC12F510 8-контактный 8-битный Flash MCU обеспечивает «мозги» этой конструкции. Когда этот микроконтроллер обнаруживает сигнал от PIR-устройства (см. Ниже), три белых светодиода включаются и выключаются, а ультразвуковой динамик активируется.
- Диод Шоттки: Этот диод Шоттки SS14 позволяет ток протекать только от панели солнечных батарей до регулятора LDO аккумуляторной батареи / напряжения.
- Транзисторы NPN: эти два транзистора, управляемые микроконтроллером, служат в качестве «переключателей» для включения и выключения динамика и светодиодов.
Перелистывание основной печатной платы (показано ниже) позволяет нам проверять следующие компоненты на противоположной стороне:
- Электролитические конденсаторы: это электролитические конденсаторы садового типа, варьирующиеся от 10 до 22 мкФ. Все три рассчитаны на 25 В.
- Индуктор: отчета об этом компоненте не так много. В этой пассивной части перечислены только неинтеллектуальные маркировки.
- Датчик PIR: Этот датчик AS412 PIR (пассивный инфракрасный) упоминается его изготовителем как тип интеллектуального PIR из-за его встроенной «цифровой схемы управления и элемента, чувствительного к корпусу в одном электромагнитном экранировании». Более того, параметры синхронизации задержки контролируются из внешних резисторов. Учитывая эти особенности, кажется, что этот датчик PIR чрезвычайно прост для включения и использования в своей конструкции.
Основная печатная плата (верхняя сторона)
Вывод
Как я уже упоминал ранее, эта солнечная система ультразвуковой репелленты для собак чрезвычайно проста в дизайне - она намного более элементарна, чем я себе представлял. И хотя ни одна из робастности и качества не находится в верхней части списка приоритетов, снижение затрат, похоже, находится на самом верху. Эта система создает впечатление, что она стоит (низкая) запрашиваемая цена.
Следующий Teardown: ИК-термометр