電子發燒友網報道(文/李誠)在過去的一年中,筆者共拆解了30余款電子產品,其中產品品類包括當下熱度極高的AR眼鏡,日常生活中經常用到的電動牙刷、電動沖牙器,以及電子煙、智能音響、安防監控、手持云臺、HUAWEI Tag等電子產品。
通過這些產品的拆解,筆者也了解到了不同行業技術的發展現狀與創新,以及產品中存在的一些問題,具體總結如下。
電動牙刷電機決定價格
隨著人們對口腔問題的重視,近年來電動牙刷市場如雨后春筍般大量涌現,市面上電動牙刷的價位也在幾十元到上千元之間不等,為區別不同價位之間電動牙刷的區別,筆者在去年分別對幾十元、上百元和上千元三個價位的牙刷進行拆解。
通過拆解發現,這三種價位電動牙刷最大的區別在于電機用料的不同。同時,電機的振動頻率、擺幅、扭力又與電動牙刷的清潔能力相互掛鉤,因此電機的優劣直接決定了電動牙刷的性能。
在售價只有幾十元的兒童電動牙刷中,使用的是一顆體積不足7號電池大的小型電機,當電機通上電后,偏心輪會做圓周運動,并產生的離心力帶動電動牙刷刷頭進行振動,從而達到刷頭振動清潔牙齒的目的。
之所以在售價只有幾十元的中使用帶有偏心輪的電機,是因為電機只需進行圓周運動即可給刷頭帶來振動,并且這樣的電機驅動電路只需要一顆MOS管即可滿足電機的控制需求,無論是在電路設計還是在物料使用方面,都可以進一步的壓縮成本。
此類設計的缺點在于,電機所產生的振動不直接作用于刷頭,而是作用于電動牙刷的中部,因此在使用過程中會因為動能的損失降低電動牙刷的清潔能力。這也是為什么在使用一些售價較低的電動牙刷時,能感受到機身震動明顯的原因。
在售價一百多元的歐樂B電動牙刷中,使用的是博朗的電機,電機所產生的動能會通過傳動桿直接作用在刷頭上,避免動能的損失,同時可實現每分鐘7600次震動。
在售價高達上千元的松下電動牙刷中,使用的是較為不常見的磁懸浮電機,電機內部由線圈以及磁鐵構成,每分鐘可產生31000次的振動。當磁懸浮電機通電后,線圈會產生一個磁場,在永磁體的作用下會懸浮起來。在電動牙刷中使用此類電機的好處在于,幾乎沒有摩擦損耗的產生,能為電動牙刷刷頭帶來更強勁的動力。但缺點也很明顯,此類電機的技術門檻、生產成本偏高,只有在價格定位較高的電動牙刷中才會使用。
AR眼鏡還可以這樣設計
AR眼鏡作為虛擬與現實連通的媒介,突破了二維空間對信息傳遞的束縛,通過三維空間,構建出了更具交互性、沉浸感的信息傳播方式。近年來,元宇宙概念興起,AR眼鏡作為元宇宙的生態硬件入口之一,成為了各大科技巨頭產業布局的重點,為傳統賦能。
售價貴、設備笨重是很多人對AR眼鏡的固有印象,此前筆者拆解的一款AR眼鏡Nreal Air中發現,它的設計思路顛覆的過去,在這款眼鏡中并沒有和市面上主流的ARVR眼鏡一樣內置處理器芯片,而是充分利用了移動設備富余的運算能力,為AR眼鏡進行數據處理。并且沒有內置電池,AR眼鏡的供電也由外部移動設備提供。配合Sony Micro OLED屏幕以及Nreal自主研發的雙目空間成像系統——“驚鴻銳影”光學引擎2.0。這款AR眼鏡不僅保證了畫質的清晰度,還可進一步降低設備的重量和成本。
大廠產品的設計缺陷
近年來,疫情防控已成為一種常態,測溫設備更是成為了各個家庭的必備品,尤其是額溫槍、耳溫槍等能夠快速測溫的設備深受市場的歡迎。去年7月,筆者在拆解一款無法開機的博朗耳溫槍IRT6520時發現,電池槽與主板電極觸點連接的導電金屬片存在設計缺陷的問題,并且這一設計也成為很多設備無法開機的最直接原因。
通過拆解發現,這款耳溫槍無法開機是因為電極接觸不良導致的,開發者在設計這款耳溫槍的電池導電金屬片時,并沒有直接焊接在主板電極觸點上,也沒有使用接觸面較大的金屬片與主板上的電極連接,而是通過橫截面較小的金屬絲連接主板電極與電池,經過日積月累的使用就極易出現接觸不良的問題。
這就有點像我們平時手工焊板時出現的虛焊,剛開始使用時是沒有問題的,隨著時間線的拉長,焊點的接觸面會在溫度、濕度和振動等環境條件助推下逐步地被氧化,二者之間的導通性會逐漸下降。
壓電陶瓷片的多種用途
在去年拆解過的三十多款電子產品中,共有兩款產品使用到了壓電陶瓷片,它們分別為HUAWEI Tag和空氣加濕器。從工作原理上看,二者大差不差,但它們所實現的功能卻各不相同。
在HUAWEI Tag的應用中,為了盡可能地縮小喇叭對有限空間的占用,采用了壓電陶瓷喇叭的設計,將一個很薄的多層壓電陶瓷片附著在超薄的金屬片上,以此構成發聲的振膜。當振膜接收到交替變化的電壓時,它就會隨著電壓的變化,上下彎曲從而推動空氣發聲。
在空氣加濕器的應用中,同樣利用了壓電陶瓷片高頻振動的工作原理,將單晶片的壓電陶瓷片組合成超聲波霧化片,再通過超聲波霧化片將液態水通過高頻振動打散釋放到空氣中,從而實現將液態水霧化的作用。
那些巧妙的電路設計
在物聯網應用中,無論是開發者還是消費者,對設備的功耗以及續航都十分的重視,此前筆者在拆解一款米家藍牙溫濕度計時,發現它的電源設計非常的巧妙。
在這款溫濕度計中,采用了可拆卸式電池的設計,以3V紐扣電池作為主要的電能供給,并且嚴格控制器件的選型,將各個芯片的工作電壓都控制在3V,保證電池能為電路中的芯片直接供電,以此省去電源管理單元的使用,從而實現物料成本的壓縮和避免電源管理單元的電能損耗,延長溫濕度計的整體續航。
結語
經過眾多產品的拆解筆者發現,拆解是了解產品最直觀的一種方式,同時還可以在不同的產品設計中,了解行業技術發展的方向,學習新思路。例如,HUAWEI Tag如何在不支持UWB,沒有GPS的情況下進行定位,米家藍牙溫度計如何通能過紐扣電池降低系統功耗等。
另外,在一些新興產品中,不應以物料成本作為衡量產品價值的唯一標準,畢竟創新并非易事,產品的創新也是價值的一種體現。
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