Что внутри робота пылесоса от Philips
Это будет не статья даже, а некоторое описание, обзор разбора и краткое изучение начинки пылесоса-робота от Philips. В этом обзоре будет много фоток и как писали во времена, когда интернет был по карточкам, и его можно было услышать: «Осторожно, трафик!».
Гость данного обзора — пылесос Philips, а точнее Philips smart cleaning fc8796. Уже не очено новый, но до сих пор не снятый с производства.
Пылесос достаточно надёжный. У меня он уже лет 5–6. Сначала это была мега крутая игрушка. Столько восторга принесло управление пылесосом через пульт и даже просто смотреть как он ездит сам. Потом он стал просто работягой, который достаточно классно выполняет свою работу.
Но вот сидя дома на больничном я решил его разобрать и полностью почистить, если есть необходимость — смазать. Всё же мой друг пыль сосёт постоянно и наверняка внутри сложилась не самая классная атмосфера. А ещё я инженер и мой интерес не унять.
Сначала снял всё, что снимается без разбора, а это: щётки, бак для пыли, фильтр и аккумуляторная батарея.
Поле этого открутил винты снизу и снял верхнюю крышку.
Вижу турбину, создающую разрежение воздуха в баке для засасывания пыли. Она крепится на демпфирующих стойках и имеет герметизирующие прокладки.
Рядом установлена плата, к которой подключается аккумулятор. Кстати, мотор подключен к этой же плате.
Если присмотреться, то на этой плате ещё есть и ИК-приёмник для пульта управления. Тут же установлен электролитический конденсатор, предохранитель и разъёмы.
На другой стороне намного интереснее.
Сразу же видно микросхему HM4063. Это специализированный зарядник для трёх аккумуляторов. Его схема из даташита:
Ну, а раз уж тут увидел зарядное, то надо заглянуть и в аккумулятор.
Он действительно состоит из трёх элементов. Корпус хорошо проклеен.
Эта сборка Li-ion на 2.7А и напряжение 11.1В, ну или 12.9 максимального. Вижу защиту от перегрева и плату защиты и балансировки заряда.
На плате установлены два ключа AO4407A, P-канальные полевики на 30В и 14А. Управление реализовано на микросхеме S-8254A. Скорее всего по подобной схеме:
Возвращаюсь дальше к пылесосу.
По бокам расположены два колеса, приводимые в движение моторами, через редукторы.
С торца на мотор припаяна плата, на которой расположен оптический датчик. Он позволяет регулировать скорость колёс для поворотов и так же точно управлять направлением их движения. Из двух оптических датчиков сделан инкрементальный энкодер.
Внутри редуктора вся смазка была за годы эксплуатации раскидана по краям гирбокса.
Поэтому обновил её солидолом.
Далее внутри пылесоса расположены двигатели с редукторами для вращения щёток.
Здесь система намного проще. Обратной оптической связи нет. Немного спойлера: на плате контроллера контролируется их ток.
Этот редуктор тоже решил смазать.
После этого снимаю основную плату управления.
И вот так выглядит оставшееся в корпусе:
Можно увидеть согнутые печатные платы с датчиками. Классические датчики на отражение, как и датчики, направленные в пол. Особо ничего интересного, я решил их не снимать.
По центру под платой управления находится колесо с зубьями. До него дойдём немного позже. Пока спойлер — это датчик движения.
Сама плата контроллера:
Сверху видно кучу разъёмов подключения всей периферии и совсем немного компонентов, таких как кварцы, диоды, конденсаторы и кнопка.
С другой стороны намного интереснее. Тут уже и контроллер и всякие оптические и прочие активные элементы.
STM32F103 — весьма не дорого и достаточно просто.
Далее на плате два ШИМ драйвера двигателей A4950:
Теперь понятно кто тут крутит моторами.
Ещё тут есть пара из сдвоенных силовых транзисторов в одном корпусе, STC4606.
Установлен 3-осевой акселерометр ADXL345.
Микросхема CD4001 четыре 2ИЛИ-НЕ элемента
Две микросхемы CD4051, аналоговые мультиплексоры, интересно.
Ну и несколько линейных стабилизаторов для питания этого всего.
Также на плате есть сборка из оптических датчиков.
Они служат для точного позиционирования во время парковки на зарядную станцию.
И ещё один оптический датчик установлен почти в центре платы. Он имеет необычное предназначение. Он позволяет определить движется ли пылесос, или застрял и его колёса проскальзывают. Это реализовано механически. Спереди есть колесо без мотора, которое при движении просто вращается, и передаёт изменение на этот датчик.
Вот из этого всего состоит робот-пылесос.
Всё?
Ещё не конец. Есть его зарядная станция. Понимаю, что там не так интересно, но заглянуть стоит хотя бы для полного раскрытия темы…
Как и ожидалось, плата совсем простая. Элементы установлены только с одной стороны.
Достав плату, увидел оптическую сборку для поиска и парковки пылесоса, и некоторые элементы.
Микросхема HR7P167P4 — это китайский RISC контроллер. Он управляет включением и отключением зарядки и системой парковки пылесоса.
Оптическая система парковки выглядит просто, но любопытно.
Есть несколько светодиодов, которые излучают в определённых направлениях.
Направления жестко задаются пластиковыми «шорами»:
Каждое направление излучения имеет свою последовательность, по которой пылесос понимает ориентацию своей парковочной станции и точно становится на место для зарядки.
Помимо занимательных картинок, можно составить картину бизнеса. Я не нашёл в этом приборе каких-то очень дорогих или сложных компонентов. Практически вся электронная компонентная база китайского производства, за исключением контроллера и акселерометра. Все применённые компоненты одни из самых легкодоступных и дешёвых на рынке. Печатные платы простейшие. Электро-механика аналогично — вся шир. потреб'овская. Конструктивные элементы у этого робота весьма простой формы и сделаны из пластика. Они тоже не будут стоить очень дорого на массовом производстве. Проработаны достаточно унифицировано. Точную маржинальность не оценить, так как для этого необходимо знать объёмы производства и ещё некоторые важные моменты, но примерно себестоимость можно представить. И это очень не большие деньги.
Из всего выше сказанного часто делается утверждение, что товар не будет качественным или надёжным. Но тут не так. Мой личный опыт, долгое время жизни этого прибора на рынке и отзывы других покупателей говорят, что Philips продемонстрировали классный пример бизнеса на этом приборе.
Видно как при создании прибора были учтены многие важные моменты. И это заслуга разработчиков. Проработка шла по всем направлениям. Тут можно многое перечислять, начиная с эргономики (он тонкий и заезжает под все мои диваны), внешнего вида, рекламной кампании, и заканчивая технологическими нюансами: тех.процессы, надёжность, ПО и проч. и проч. В общем даже простой разбор старого робота пылесоса может чему-то научить.
