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天南地北客
发表于: 2018-5-17 15:21:18 | 显示全部楼层

在本篇文章中,我们详细拆解了Sphero公司的BB-8球形机器人,查看里面的构造,并简单介绍了其使用的硬件。


BB-8球形机器人是封装在球体内的新型应用程序机器人。机器人的质心偏离旋转中心,质心的移动在壳体上产生扭矩,导致运动。


BB-8_teardown.jpg


球体内的齿轮传动差速驱动机构允许机器人进行旋转和平移运动,而深度偏移的质心确保内部机构通过大多数运动保持适当的定向。玩具可以通过iOS和Android上的专有应用程序以及可选附件进行控制。


这是一个完全封闭的玩具,电池必须通过几何形状与壳体一致的线圈进行无线充电。


Sphero_20.jpg


充电电路

BB-8球形机器人的底座内置电路板和球形缠绕的螺旋线圈,可以无线方式为设备充电。该电路的总体目标是在线圈周围产生快速变化的电磁场,向机器人内部的第二个线圈提供能量。

Hughes_TeardownTuesday_BB8_ChargerBoard.gif


上图是BB-8底座内部的PCB充电电路两面。电路板上有三个两针连接器,分别连接到LED、瞬时开关和USB充电器。


下面分别对上图的器件进行介绍:

1.  该IC没有顶部标记,因此无法正确识别。基于与晶振,LED和按钮的连接,可以肯定的是,该IC是一个廉价的微控制器,负责充电电路的整体逻辑和状态。

2.  这款SOT23-5封装的IC具有“QW5PC”的顶部标记。它位于USB电源输入附近,与其他组件的连接使我相信它是一个电压调节器。

3.  该IC标记为“X2”,其输出通过二极管导向大晶体管。这个IC很有可能在U1启用时为充电线圈确定振荡频率。

4.  这个小IC标有“D22”,其用途不明。它似乎连接回U1,尽管没有进行探测,但无法单独从连接的无源设备推导出它的功能。

5.  该标记为“4606 GA5U16”的晶体管馈送两个大型金属化聚丙烯膜333J电容器,该电容器又连接到充电线圈。

WIN_20180418_16_58_58_Pro.jpg


6.    球形缠绕螺旋线圈,如下图中的橙色所示。该线圈位于线圈正下方的电路板上的高渗透性灰色胶带的顶部。当玩具放置在充电座内时,产生充电,并且能量从底座的外部线圈(橙色)传递到玩具的内部线圈(绿色)。位于玩具内部的线圈顶部有更多的透气胶带。


主控制板电路

Hughes_TeardownTuesday_BB8_MainBoardAnimation.gif


上图展示了主电路板的正面和反面。以下介绍其硬件部分,编号遵循电路板上的参考标志。

1.   STM32F3系列微控制器:这款32位ARM Cortex-M4似乎无法满足手头的任务:与BLE芯片,电机控制器IC,传感器IC或两个接口连接,并控制两个RGB LED。来自其他制造商的类似的拆解玩具已经使用了价格较低的32位Cortex-M0内核,我想有些成本削减公司可以在8位微控制器上设想这种设计,尽管性能降低。

2.  CSR 1010 A05U 611AX:带集成微处理器的蓝牙低功耗无线电。基于更强大的STM32F3微控制器的存在,我非常怀疑工程师们最大限度地使用了集成微处理器。我想这个芯片只是用作网络处理器。

3.  24512RP K5288:512 kBit串行I2C EEProm。这些无处不在的串行RAM由所有主要的内存制造商生产,并存储大量用于固件升级的数据。

4.  华泰HT6292 1531:锂离子充电器IC,用于控制两块板载锂离子电池(3.7 V 340 mAh)的充电状态,

5.  UTC SETM LM358G 59:双运算放大器。 358作为通用运算放大器已有数十年的历史。如果没有探究或更多的信息,我不能推断此IC的目的。

6.  没有明显的顶部标记。

7.  标记“JA33 1GB5V”的Sot23-5封装IC很可能是一个线性稳压器,用于通过连接的电池为电路板供电。

8.  印字:A34 A1325 438

9.  6552G 534 a8是一款双H桥有刷电机驱动器IC,用于控制驱动玩具的齿轮。由于有刷直流电机是开环设备,因此电机主体上有两个霍尔效应传感器IC用于检测主轴位置并向主微处理器提供反馈。


这是一款非常出色的设备,可以很好地说明设计团队的工程智慧。如果您可以帮助识别上述任何IC,请在下面留言!

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